Δομι. Στρϊμα λιπιδικϊν μορίων πάχουσ 5 nm που λειτουργεί ωσ φραγμόσ Εξειδικευμζνεσ δίοδοι και αντλίεσ (πρωτεΐνεσ) ελζγχουν τι μπαίνει και τι βγαίνει

Transcript

1 Δομι των μεμβρανϊν

2 Δομι Στρϊμα λιπιδικϊν μορίων πάχουσ 5 nm που λειτουργεί ωσ φραγμόσ Εξειδικευμζνεσ δίοδοι και αντλίεσ (πρωτεΐνεσ) ελζγχουν τι μπαίνει και τι βγαίνει

3 Διπλοςτοιβάδα λιπιδίων

4 Η λιπιδικι διπλοςτιβάδα Τα λιπίδια ζχουν μία υδρόφιλθ κεφαλι και μία ι δφο υδρόφοβεσ υδρογονανκρακικζσ ουρζσ Τα πιο άφκονα είναι φωςφολιπίδια θ υδρόφιλθ κεφαλι ςυνδζεται με το υπόλοιπο μζςω φωςφορικισ ομάδασ. Η διπλοςτιβάδα είναι ζνα διςδιάςτατο υγρό τα λιπίδια περιςτρζφονται και κινοφνται παράπλευρα

5 Φωςφατιδυλοχολίνθ (το πιο ςυνθκιςμζνο) Επίςθσ και άλλα αμφιπολικά λιπίδια όπωσ οι ςτερόλεσ και τα γλυκολιπίδια

6 Επίςθσ και άλλα αμφιπολικά λιπίδια όπωσ οι ςτερόλεσ και τα γλυκολιπίδια

7

8

9 Φλιπάςεσ Οι φλιπάςεσ βοθκοφν ζνα φωςφολιπίδιο να αλλάξει μονοςτιβάδα

10 Μεμβρανικζσ πρωτεΐνεσ Μεταφορά ουςιϊν μζςω τθσ μεμβράνθσ Πρόςδεςθ μακρομορίων και ςτισ δφο πλευρζσ τθσ μεμβράνθσ Υποδοχείσ που ανιχνεφουν χθμικά ςιματα από το περιβάλλον του κυττάρου και τα μεταβιβάηουν ςτο εςωτερικό Ζνηυμα για ειδικζσ αντιδράςεισ

11 Τρόποι πρόςδεςθσ τθσ πρωτείνθσ ςτθ μεμβράνθ

12 Οι δφο ςτιβάδεσ ζχουν διαφορετικά λιπίδια Τα κφτταρα μεταβάλλουν τθ ρευςτότθτα με μεταβολι τθσ λιπιδικισ ςφςταςθσ των μεμβρανϊν (μικρζσ κακϊσ και ακόρεςτεσ αλυςίδεσ υδρογονανκράκων δίνουν περιςςότερθ ρευςτότθτα Η διπλοςτιβάδα είναι από ιόντα και πολικά μόρια αλλά επιτρζπει τθ διζλευςθ νεροφ, οξυγόνου και διοξειδίου του άνκρακα

13 Πολλζσ πρωτεΐνεσ και μερικά λιπίδια ζχουν ςυνδεδεμζνεσ ςτθν επιφάνεια αλυςίδεσ ςακχάρων που προςτατεφουν και λειαίνουν τθν κυτταρικι επιφάνεια και ςυμμετζχουν ςτθν αναγνϊριςθ μεταξφ τουσ Οι περιςςότερεσ μεμβράνεσ υποςτθρίηονται από προςκολλθμζνο ςκελετό πρωτεϊνϊν (κυτταρικόσ φλοιόσ)

14 Μεμβρανικι μεταφορά

15

16 Διαφορά ςτισ ςυγκεντρϊςεισ ιόντων

17 Σχετικι διαπερατότθτα τθσ διπλοςτιβάδασ Τα υπόλοιπα διαπερνοφν τθ μεμβράνθ με εξειδικευμζνεσ πρωτείνεσ - φορείσ

18 Πρωτείνεσ μεμβρανικισ μεταφοράσ 1. Πρωτείνεσ φορείσ (ωσ περιςτρεφόμενθ πόρτα εξειδικευμζνα προςδζνουν και περνοφν ςυγκεκριμζνα μόρια ζνα-ζνα) 2. Πρωτείνεσ δίαυλοι (επιλογι με βάςθ το μζγεκοσ και το θλεκτρικό φορτίο)

19 ΣΤΠΟΙ ΜΕΣΑΦΟΡΑ ΔΙΑ ΣΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ παθητική μεταφορά (χωρίσ πρωτείνη) Μεταφορά με διευκόλυνςη ενεργόσ μεταφορά

20 Πακθτικι Μεταφορά Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ C 1 C 2 ΕΞΩ ΜΕΣΑ Η πακθτικι διάχυςθ είναι μία αυκόρμθτθ διεργαςία μια και ΔG = RTln(c 2 /c 1 ) <0 Για το πζραςμα μικρϊν υδρόφοβων και μθ φορτιςμζνων πολικϊν μορίων

21 Μεταφορά (Διάχυςη) με διευκόλυνςη Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Σ Π Π Σ Σ Σ ΠΣ ΠΣ Σ Σ Σ Σ για το πζραςμα θλεκτρικά φορτιςμζνων μορίων και πολικϊν ουςιϊν που δεν είναι λιποδιαλυτζσ. Πάλι θ βακμίδα είναι ευνοϊκι αλλά πρόβλθμα το φορτίο ι/και ο υδρόφιλοσ χαρακτιρασ το κφτταρο χρθςιμοποιεί πρωτείνεσ-φορείσ Σ

22

23 Ενεργόσ μεταφορά όταν απαιτείται θ πρόςλθψθ ουςιϊν από το κφτταρο παρά τθν δυςμενι κλίςθ ςυγκζντρωςθσ. π.χ. μπορεί να χρειάηεται θ πρόςλθψθ γλυκόηθσ από το εξωτερικό του κυττάρου παρόλο που θ εςωτερικι ςυγκζντρωςθ γλυκόηθσ είναι πολλζσ φορζσ μεγαλφτερθ τθσ εξωτερικισ. το κφτταρο μπορεί να το επιτφχει αυτό καταναλϊνοντασ ενζργεια τουλάχιςτο ίςθ με τθν απαιτοφμενθ λόγω τθσ διαφοράσ ςτθν ςυγκζντρωςθ ΔG = RT ln(c 2 /c 1 )

24 Αν το ςυςτατικό είναι φορτιςμζνο με φορτίο z (π.χ. ιόντα Na +, τότε θ απαιτοφμενθ ενζργεια είναι: c G = RT ln 2 +zf c 1 όπου ΔΨ θ διαφορά δυναμικοφ ςτισ δφο πλευρζσ τθσ μεμβράνθσ. Η κυτταροπλαςματικι μεριά τθσ μεμβράνθσ είναι πιο αρνθτικι από τθν εξωτερικι (Δψ<0) Η ακροιςτικι βακμίδωςθ ονομάηεται θλεκτροχθμικι βακμίδωςθ

25

26 Τρόποι ενεργοφ μεταφοράσ (α)μεταφορά δφο ςυνδυαςμζνων ουςιϊν (β) χριςθ ΑΤP (γ) προϊκθςθ από το φωσ

27 Αντλία Να-Κ ςτα ηωϊκά κφτταρα

28 Τρεισ τρόποι μεταφοράσ μζςω πρωτεϊνϊν φορζων

29 Αντλίεσ πρωτονίων Τα φυτικά κφτταρα, οι μφκθτεσ και τα βακτιρια δεν περιζχουν αντλίεσ νατρίουκαλίου αλλά αντλίεσ Η+ που διατθροφν το εξωτερικό ph πιο όξινο και κινοφνται με ATP ι φωσ (ςτα φωτοςυνκετικά κφτταρα) Στα βακτιρια θ πρόςλθψθ ςακχάρων προωκείται από ςυμμεταφορείσ πρωτονίων

30 Ιοντικοί δίαυλοι Επιλεκτικοί για ςυγκεκριμζνα ιόντα (μζγεκοσ και φορτίο) Συνικωσ ανοιγοκλείνουν με μεγάλθ ςυχνότθτα και παραμζνουν ανοικτοί ι κλειςτοί κατά κλάςμα που εξαρτάται από τθ διαφορά δυναμικοφ τθσ μεμβράνθσ 1000 φορζσ ταχφτερθ μεταφορά από αυτι με πρωτεΐνθ φορζα Τα νευρικά κφτταρα λειτουργοφν με μετατροπι χθμικϊν ςε θλεκτρικά ςιματα, μετάδοςθ των θλεκτρικϊν ςθμάτων και τζλοσ μετατροπι θλεκτρικϊν ςε χθμικά ςιματα