ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Transcript

1 Οι Βιολογικές Μεμβράνες Είναι δυναμικές και όχι στατικές δομές που επιτελούν πολλές λειτουργίες στα κύτταρα. Πρέπει να γνωρίζετε Τη σύσταση βιολογικών μεμβρανών Τι προβλέπει το μοντέλο του ρευστού μωσαϊκού για τη δομή της πλασματικής μεμβράνης Ποια είναι η σημασία της ρευστότητας στη λειτουργία των μεμβρανών Τις λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης Κατερίνα Καλόσακα, Βιολόγος 1

2 ΣΥΣΤΑΣΗ Οι βιολογικές μεμβράνες αποτελούνται από: Λιπίδια Πρωτεΐνες Υδατάνθρακες Από τις τρεις αυτές κατηγορίες μορίων μόνο τα λιπίδια από μόνα τους σχηματίζουν μεμβράνες καθώς είναι μόρια που φέρουν υδρόφιλες κεφαλές και υδρόφοβες ουρές. Ας θυμηθούμε τον προσανατολισμό των φωσφολιπιδίων μέσα σε υδατικό περιβάλλον ΜΟΝΤΕΛΟ ΡΕΥΣΤΟΥ ΜΩΣΑΪΚΟΥ Οι μεμβράνες αποτελούνται από διπλοστιβάδα φωσφολιπιδίων και μέσα στη φάση αυτή βρίσκονται πρωτεΐνες φτιάχνοντας μια δομή ως μωσαϊκό. Τόσο τα λιπίδια όσο και οι πρωτεΐνες μπορούν και διαχέονται (κινούνται) ελεύθερα μέσα στο επίπεδο της διπλοστιβάδας και γι αυτήν την ιδιότητα η μεμβράνη χαρακτηρίζεται ως ρευστό. Μπορείτε να ενεργοποιήσετε τον σύνδεσμο Η διευθέτηση των λιπιδίων και των πρωτεϊνών είναι ασύμμετρη στις δύο πλευρές της μεμβράνης. Κατερίνα Καλόσακα, Βιολόγος 2

3 Να θυμόμαστε ότι ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Στη ρευστότητα των μεμβρανών σημαντικό ρόλο έχουν τα μόρια χοληστερόλης Ας παρατηρήσουμε στις πιο κάτω εικόνες πώς «πακετάρονται» οι υδρόφοβες ουρές των φωσφολιπιδίων μέσα στη διπλοστιβάδα ανάλογα αν είναι τα λιπαρά οξέα ακόρεστα ή κορεσμένα και πώς επιδρά στο «πακετάρισμα» αυτό η παρουσία μορίων χοληστερόλης. Η ύπαρξη ακόρεστων λιπαρών οξέων δημιουργεί κόμβους που αποτρέπει το στενό πακετάρισμα και τα μόρια είναι σε πιο ρευστή κατάσταση Η ύπαρξη κορεσμένων λιπαρών οξέων δημιουργεί μια φάση λιγότερο ρευστή πιο στερεοποιημένη. Τα μόρια χοληστερόλης που υπάρχουν μόνο σε μεμβράνες ζωϊκών κυττάρων έχουν ιδιότροπη συμπεριφορά. Σε θερμοκρασία 37 ο C αποτρέπει την κίνηση των φωσφολιπιδίων Σε χαμηλή θερμοκρασία εμποδίζει το σφικτό «πακετάρισμα» των υδρόφοβων ουρών. Κατερίνα Καλόσακα, Βιολόγος 3

4 ΡΟΛΟΣ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ _ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 1 ΕΙΚΟΝΑ 2 ΕΙΚΟΝΑ 3 ΕΙΚΟΝΑ 4 ΕΙΚΟΝΑ 5 ΕΙΚΟΝΑ 6 Στις Εικόνες παρουσιάζονται ορισμένες λειτουργίες που πραγματοποιούνται από πρωτεΐνες των βιολογικών μεμβρανών. Αριστερό τμήμα (γαλάζιο) =εξωκυττάριο περιβάλλον Δεξιό τμήμα (γκρί)= κυτταρόπλασμα Δραστηριότητα Nα αντιστοιχήσετε την κάθε μία από τις 6 εικόνες με την κατάλληλη κατά τη γνώμη σας λειτουργία ΕΙΚΟΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Πρωτεϊνικό κανάλι για παθητική μεταφορά μορίων ή και ιόντων Ενζυμική δράση Αναγνώριση κυττάρων με τη βοήθεια υποδοχέων Μεταβίβαση μηνυμάτων (π.χ. δράση ορμονών) Πρωτεϊνικό κανάλι για ενεργητική μεταφορά μορίων δ Ως άγκυρα για τη στήριξη κυττάρου με δομές του εξωκυττάριου χώρου Κατερίνα Καλόσακα, Βιολόγος 4

5 Πρέπει να θυμόμαστε ότι Η πλασματική μεμβράνη είναι εκλεκτικά διαπερατή, δηλαδή ελέγχει και καθορίζει πώς μεταφέρονται οι διάφορες ουσίες, μόρια, διαμέσου αυτής. ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΟΥΣΙΩΝ ΔΙΑΜΕΣΟΥ ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Α. ΔΙΑΧΥΣΗ Είναι η κίνηση μορίων από περιοχή μεγάλης συγκέντρωσης προς περιοχή μικρής συγκέντρωσης Η κίνηση αυτή γίνεται καθώς τα μόρια έχουν: Κινητική ενέργεια και κινούνται τυχαία και συνεχώς Δεν απαιτείται κατανάλωση ενέργειας αλλά είναι μία Παθητική Μεταφορά Με διάχυση μεταφέρονται μόρια μέσω μιας βιολογικής μεμβράνης Κατερίνα Καλόσακα, Βιολόγος 5

6 Β. ΩΣΜΩΣΗ Είναι η κίνηση μορίων νερού μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης από περιοχές όπου η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας (ωσμωτική συγκέντρωση) είναι χαμηλή άρα περισσότερα ελεύθερα μόρια νερού προς περιοχή με υψηλή συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας άρα λιγότερα ελεύθερα μόρια νερού. Ενεργοποιήστε τον σύνδεσμο και παρακολουθήστε το φαινόμενο της διάχυσης σε σύγκριση με τη διαδικασία της ώσμωσης Γ. ΕΝΔΟΚΥΤΤΩΣΗ ΚΑΙ ΕΞΩΚΥΤΤΩΣΗ Η μεταφορά μεγάλων μορίων όπως πολυσακχαρίτες, πρωτεΐνες κ.ά. γίνεται με μηχανισμούς που απαιτούν σύντηξη μεμβρανών και κατανάλωση ενέργειας. Η μεταφορά από το εσωτερικό του κυττάρου προς το εξωκυττάριο περιβάλλον γίνεται με τη διαδικασία που δείχνει το σχήμα και ονομάζεται εξωκύττωση. Παραδείγματα: Η έκκριση πρωτεϊνικών μορίων όπως ένζυμα, πεπτιδικές ορμόνες Η απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών από το προσυναπτικό κομβίο Η έκθεση αντιγόνου στα μακροφάγα κύτταρα κατά την ανοσοβιολογική απόκριση Κατερίνα Καλόσακα, Βιολόγος 6

7 ΕΝΩ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Η μεταφορά από το εξωτερικό χώρο κυττάρου προς το εσωτερικό του γίνεται με τη διαδικασία που δείχνει το σχήμα και ονομάζεται ενδοκύττωση. Παραδείγματα: Η θρέψη στα πρωτόζωα Η φαγοκύττωση μικροοργανισμών από λευκά αιμοσφαίρια Ας θυμηθούμε κάποιες διαδικασίες Τα κύτταρα εφαρμόζουν διαφορετικές τακτικές προκειμένου να αποφύγουν την διάρρηξη του κυττάρου λόγω ωσμωτικής διόγκωσης. Όταν βρεθούν σε υποτονικό περιβάλλον. Α. Τα ζωϊκά κύτταρα διατηρούν χαμηλή την ενδοκυττάρια ωσμωτική συγκέντρωση αντλώντας συνεχώς ιόντα προς το εξωκυττάριο περιβάλλον. Β. Τα φυτικά αποφεύγουν τη διάρρηξη με το ισχυρό κυτταρικό τοίχωμα. Γ. Τα πρωτόζωα διώχνουν το εισερχόμενο νερό με εξωκυττάρωση. Κατερίνα Καλόσακα, Βιολόγος 7