В нашем организме порядка 5 тысяч групп ферментов.
Вторая группа белков – Транспортные.
Самый банальный транспортный белок – это гемоглобин. Он находится в крови и транспортирует кислород. Т.е. гемоглобин схватил кислород (это произошло в легких) и потащил его куда-то и принес в правую пятку (например) и обратно в легкие.
Подобные белки функционируют в плазме крови, и нам они почти не понадобятся, нам понадобятся другие транспортные белки, которые сидят на мембранах клеток.
В клетку вставлен белок-канал – представляет из себя цилиндр (там в стенках цилиндра закрученные спиральки) с проходом внутри, и когда такой белок встает в мембрану и торчит и во внутрь и наружу получается дырка в мембране. Т.е. мембрана которая состоит из двух слоев липидов она, конечно, тоненькая, но прочная. Через неё мало что проходит, вода, например, не проходит, натрий не проходит, а этиловый спирт проходит. И соответственно, если мы хотим, чтобы что-то проникало в клетку или уходило из клетки – нам нужны транспортные белки, самый простой вариант – это белки-каналы, причем постоянно открытые каналы (т.е. эта дырка существует всегда). Вот этот проход внутри – это, по сути, активный центр, он настроен на определенную молекулу (или ион), т.е. это только канал для воды, или только канал для калия. И вот если, например калия снаружи много, а внутри клетки мало, а дырка есть, то калий будет входить – это называется диффузия.
Это такой могучий закон, по которому молекулы стремятся равномерно распределиться по доступному пространству. И молекулы будут входить в клетку пока концентрация не уровняется. Большинство каналов на самом деле не такие как были выше, а вот такие – со створками.
|
|
|
Т.е. у них молекула белковая образует доп. петлю (турникет) внутри прохода и этот турникет при каких-то условиях открывается, а при каких-то закрывается. Скажем, реагируя на заряд цитоплазмы, или при появлении какого-то гормона, или при повышении температуры.
Два типа каналов:
1. Каналы постоянно открытые и
2.Каналы со створкой
Но есть еще один тип транспортных белков, он называется белки насосы.
Для каналов что характерно? Они дают возможность, т.е. хочешь иди, не хочешь не идти. Т.е. если концентрация большая, а с другой стороны, маленькая = пожалуйста вот диффузия. Если одинаковая, то стой на месте никто тебя не заставляет, но бывают ситуации, когда клетке надо взять вещества откуда где их мало и запихнуть их туда где их и так много, т.е. накопить какое-то вещество. И вот тут уже каналами уже не обойдешься и тут уже нужен принудительный механизм, механизм принуждения – и это так называемые белки насосы.
На физическом уровне белок-насос действительно работает как насос, он хватает лиганд, закрывается, и открывается во внутреннюю среду клетки.
Вот это процесс как раз и требует энергии.
|
|
|
Каналы работаю без затрат энергии, а насос требует энергии.
Универсальным источником энергии в клетках – является молекула АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). От неё отрывается фосфорная кислота, ударяет по насосу и насос запихивает какую-то молекулу в цитоплазму, или наоборот её оттуда выбрасывает – в зависимости что это за насос и из чего он сделан, в какую сторону повернут и т.д.
Итак, белки ферменты, транспортные белки (белки крови, каналы, насосы) и белки-рецепторы – у рецепторов функция – информационная. Он ничего не делает с лигандом, никуда его не тащит, никаких химических реакций не реализует – он, это кнопка, на которую нажимает палец, ну скажем гормон – это палец и дальше нужно отреагировать на этот гормон. Гормон действует на белок-рецептор, присоединяется к его активному центру и дальше клетка запускает некую ответную реакцию – химическую, или там включаются насосы. Белок-рецептор – третья категория белков, через рецепторы действуют гормоны, через них же действуют медиаторы в синапсе на мембране дендрита там белки-рецепторы.
В качестве примера, я здесь собрал систему, состоящую из рецептора и насоса, ну скажем инсулин, который позволяет нашим клеткам захватывать глюкозу, т.е. брать глюкозу из крови. Как это устроено?
На мембране клетки, скажем, мышечной клетки находится рецептор к инсулину, инсулин сюда присоединяется, а рядом насос для глюкозы, который обычно выключен, но как только инсулин присоединяется к рецептору, рецептор по-соседски толкает насос (своей белковой петлей) и 
насос начинает качать глюкозу, и клетка ест.
|
|
|
Всем управляет ДНК, именно в них записана первичная структура белков.
В них записано какие аминокислоты на какое место поставить чтобы получился гемоглобин, или насос глюкозы или рецептор инсулина, и так примерно для 20 тысяч типов белков, которые работают в нашем организме.
И фрагмент ДНК, который кодирует белок (который является инструкцией его сборки) называется геном, а как мы знаем эти гены у нас еще в двух экземплярах. Один мы получаем от мамы, а другой от папы (они еще порой спорят кто главнее, и как правильно дальше побеждают доминантные гены, все это сложным образом перемешивается)
Во всяком случае молекула ДНК – самая главная. И с точки зрения молекулярных биологов – мы всего лишь разумная упаковка для ДНК.
|
|
|
А молекулам ДНК, помогают молекулы РНК, которые копируют ген и дальше тащит его к рибосоме, чтобы рибосома как бы напечатала белок. Т.е. рибосома (органоид клетки) синтезирующий белок можно уподобить принтеру. Рибосома печатает все равно какой белок, какой ей скажут такой и напечатает. А информационная РНК – это получается файл, который пришел на принтер и пожалуйста – печатайте. А лист бумаги, который вылезает из принтера – это и есть белок.
Как устроена клетка
Из перечисленных выше молекул мы собираем клетки в которых есть разные органоиды. Ну и нервная клетка не смотря на свою причудливость все-таки вполне типичная клетка (все основные органоиды присутствуют)
Строение клетки:
1. Клеточная мембрана - два слоя липидов + встроенные белки (каналы, насосы, ферменты, рецепторы и др.)
2. Ядро – место хранения и репликации ДНК, образование РНК. и-РНК (копия того или иного гена), выходя из ядра, вступает в контакт с рибосомами, управляя сборкой соответствующего белка.
3. Рибосомы – маленькие принтеры рибосомы, которых несколько тысяч в обычной клетке, а в нервной еще больше, и они все время делают белки. Нейроны обладают самым активным обменов веществ в нашем организме. Наиболее интенсивно идет потребление энергии и образование белковых молекул. (Комплекс РНК и белков-ферментов; здесь идет синтез белка по «инструкции» и-РНК)
4. Эндоплазматическая сеть (ретикулум): ЭПС – тонкие мембранные трубочки, которые пронизывают всю цитоплазму клетки и порой занимают процентов 20% от её объема и это по сути транспортная сеть по которой таскаются разные молекулы. Скажем, белок синтезировала рибосома и запихнула внутрь канала ЭПС и по каналу эта молекула поплыла куда надо, а не куда диффузия подсказала. (система тонких разветвленных мембранных каналов, пронизывающая всю цитоплазму; транспортная функция)
5. Комплекс Гольджи – это комплекс плоских мембранных цистерн, которые обычно в районе ядра расположены и они представляют из себя во-первых – склад, а во-вторых упаковочный цех, т.е. вещества которые приходят по ЭПС накапливаются в комплексе Гольджи и дальше, комплекс Гольджи начинает паковать такие пузырьки (везикулы) и набирать их неким веществом, который идет на экспорт. Если это поджелудочная железа, то это скажем пищеварительные ферменты, или гормон инсулин. А если это будет нервная клетка, то это будет пузырьки с медиаторами, которые потом окажутся на 
окончании аксона, будут лопаться и сигнал будет передаваться дальше.
6. Митохондрии – энергетические станции. В обычных клетках штук 20-30, а в нервных порядка сотни бывает. В них, как раз догорает до конца глюкоза (а предварительный распад глюкозы начинается в цитоплазме например), а окончательное окисление соединение с кислородом, образование углекислого газа – все это случается в митохондриях и именно здесь образуется АТФ. И как правило АТФ образуется из АДФ.
Эту систему сравнивают с детским пистолетиком с шариками. Запихиваешь шарики, а потом стреляешь – эта аналогия достаточно точная.
Сам пистолетик – это аденозин, 3 шарика это 3 фосфорной кислоты, когда они туда запихиваются приходится тратить много энергии, энергия запасается. А затем этот пистолет плывет к какому-нибудь белку-насосу и стреляет – фосфорная кислота по нему ударяет (т.е. на молекулярном уровне передача энергии – это часто удары молекулой об молекулу), фосфорная кислота ударяет по насосу и насос что-нибудь закачивает. И дальше пистолетик который потерял 1 шарик, плывет обратно в митохондрию и его там заряжают. Если очень надо, то можно выстрелить 2 раза, тогда будет аденозинмонофосфорная кислота, ну или наконец, если совсем плохо можно выстрелить 3 раз и тогда остается аденозин. И, кстати, появление аденозина в клетках является знаком сигнала очень мощного утомления, и есть специальные белки-рецепторы которые реагируют на появление аденозина и мы ощущаем что мы устали. Можно эти белки (чувствительные к аденозину) заблокировать – делает это кофеин, и всякие энергетические напитки, чай, кофе, шоколад, они снижают чувство утомления. И вроде бы энергия опять появилась, хотя на самом деле не появилась, скорее обманка идет, но на время помочь может.
https://vk.com/foravsem1 Расписал и сэкономил время для вас 😊
1 лекция – 4 часа экономии 😊
12 лекций – 48 часов экономии 😊
Дата добавления: 2020-11-27; просмотров: 139; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!