Мембрана құрылысын және қызметін зерттеуге арналған қазіргі кездегі әдістер. Беттік керілу күштерін зерттеу

Бұл бөліктерде липидті биқабаттар ішкі фазаны сыртқы ерітіндіден бөледі. Бұнымен байланысты мультиламелярлы липосомаларды липидті биқабаттың барьерлық функциясын зерттеу үшін қолданады.

Мультиламелярлы липосомалар осмостық белсенді, сыртқы ортаның осмостық қасиеттері өзгергенде олардың көлемі өзгереді.

Моноламеллярлық липосомалар.

Ультрадыбыстың әсерінен моноламеллярлық  везикулалар /20-40 нм./ пайда болады. Моноламеллярлық  липосомаларды көптеген мидико-биологиялық  зерттеулерде қолданады. Бірақ, олардың  кішкентай көлемі мен осмостық пассивтілігімен  байланысты зерттеулерге кедергі жасайды. Қазіргі заманда диаметрі 100 нм. астам үлкен моноламелярлы липосомаларды жасау әдістемелер дамыған.

Протеолипосомалар.

Көптеген мембраналық ақуыздарды жасанды везикулалық мембраналардың құрамына енгізуге болады. Ондай комбинативті жүйелер протеолипосомалар деп аталады. Ақуыздарды енгізу тиімділігі мембраналардың липидті құрамынан, рН, тұздық құрамынан, температурадан және т.б. тәуелді. Егер де детергенттер қосылса, ақуыз молекулалардың ену тиімділігі өседі.

Медицинада липосомаларды дәрілерді ағзалар мен тіндерге жеткізу үшін фосфолипидті микрокапсула ретінде қолданады /мысалы, инсулин/.

Жалпақ биқабатты липидті  мембраналар және олардың қалыптасу  схемасы.

Жұқа гидрофобты материалдардың кішкене  тесіктерінде липидтер биқабатты құрылымдарды /қара пленкаларды/ құрайды. Бұл құбылыс алғашқы рет О. Мюллермен зерттелген. Ол екі су фазаны шектейтін, ауданы0,5-5,0 мм² тефлондық қалқаның кішкене тесіктерінде мидің фосфолипидтерінен БЛМ алған.

БЛМ қалыптасу процесі сұйық  көмірсуларда ерітілген липидті тефлондық стақанға жағудан басталады /сурет 12/.

 

 

Сурет 12. Бимолекулалық липидті мембраналарды дайындау. (1) шыны стақанға (2) электролит ерітіндіні орнатады және (4) тесігі бар тефлонды ыдысты ішіне малтырады.

 

Тесікте БЛМ қалыптастырады /Сурет 13/. Капиллярмен тесікке фосфолипидтің кішкене тамшысын орнатады. Фосфолипидтің молекулалары келесі түрде орналасады: Полярлық бастар су ортасына қарайды, ал гидрофобты құйрықтар тамшының ішіне тығылады. Біртіндеп тамшыдан ерітуші кетеді да тамшы липидті пленкаға айналады.

 

 

Сурет 13. БЛМ тефлон ыдыстың қабырғасында пайда болуы. А - (4) капиллярдың көмегімен (3) ыдыстың қабырғасындағы тесікке  (5) гептандағы фосфолипид ерітіндісінің тамшысын енгіземіз

 

Пленканың мінезін анықтайтын бас  күштері - (σ) фазааралық /үстінгі/ тұтқырлық және ван-дер ваальс күштері.

Алғашқы уақытта липидті пленканың  қалындығы 100 нм-ден жоғары болады /Сурет 14/.

 

 

Сурет 14. БЛП құрылу кезеңдері (I-қалың мембрана, II - дөңес линзатүрлі мембрана, III - БЛМ):

 

Пленканың жіңішкеруін және БЛМ құрылуын шағылысу сәулесі арқылы байқауға болады. Алғашқы кезенде, пленка қалын болғанда, ол кәдімгі макродене сияқты көрінеді. Пленканың қалындығы түскен жарықтын толқын ұзындығына жақындағанда, сәулелердің интерференциясы /Ньютон сақиналары/ пайда болады. Мембрананың үстінде түсті оюлар пайда болады. Биқабатты липидті құрылымдар боялған түсте қара болып көрінеді, сондықтан, олар қара пленка деп аталып кетті. Ондай пленкалардың төмен шағылу қабілеті келесі фактпен байланысты. Пленканың алдынғы және артынғы жазықтықтарынан шағылған сәулелер қарсы фазада тұрады да, бір-бірін сөндіреді.

Қарайғаннан кейін, 15-20 минут арасында үстінгі тұтқырлық төмендейді де, БЛМ-ның электрік сыйымдылығы кейбір стационарлы мәндерге жеткенше өседі /сурет 15/.

 

 

 

 

 Сурет 15. Жалпақ биқабатты липидті мембрананың құрылуы

 

БЛП-дың электрлік сипаттамалары  және басқа физикалық-химиялық қасиеттері биологиялық мембраналардың қасиеттеріне ұқсас. Бірақ олардың метаболизмдік  белсенділігі өте томен.

Жалпақ липидті мембраналар, липосомалармен қатар мембраналардың электрлік қасиеттерін, өткізгіштігін және басқа қасиеттерін  зерттеу үшін қолданады. Модельді мембраналардың көмегімен баръерлік, селетивтік /су үшін жоғары, ал иондар үшін төмен деңгейдегі өткізгіштік/ қасиеттерін зерттеуге болады. Модельдік мембранаға тасымалдаушы-молекулаларды енгізіп, биологиялық тасымалдауды модельдеуге болады.

Мембрананың құрылымының және функцияларының зерттеуі, табыстар мен жетістіктер  ең алдымен модельді эксперименттерден  алынған мәліметтерде негізделеді.

 

Мембрана арқылы осмостың мысалына  нені келтіруге  болады?

-заттың липидті қабатта  еруі

-концентрация градиентіне   қарсы калий ионының тасымалы

-қысым градиенті   бойынша су малекуласының тасымалы

-судың концентрациясы төмен еріген ортаның концентрациясы жоғары  аймаққа өтуі

-натрийдің  тасымалдаушы  ақуыздар арқылы тасымалдануы

Әрекет потенциалының  басталуы мембраналық  потенциалдың жедел оң бағытқа ауысуына әкеліп, ол аталады....

-реполяризация

-деполяризация

-овершут

-гиперполяризация

-іздік потенциал

Қарапайым диффузия түріне жатпайды....

-заттардың липидті   биқабатына еруі

-липидті саңылау арқылы  заттардың өтуі

-ақуыздық саңылау  арқылы заттардың өтуі

+заттардың тасымалдаушы  ақуыздар арқылы өтуі

Иондардың тасымалдаушы ақуыздарсыз концентрация градиенті бойынша иондардың қозғалысы қалай аталады?

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмостық диффузия 

-фильтрация

-белсенді тасымал

Белсенді тасымалдаудың  белсенсіз тасмалданудан  негізгі  ерекшклігі неде?

-иондар тасымалдаушы  ақуыздар арқылы өткізу

-градиент концентрациясы  бойынша иондарды тасымалдау

-қысым градиенті бойынша   иондар тасымалдау

+тасымалдау барысында  АТФ энергиясын жұмсау

-липидтік биқабаттка  заттардың таралуы

Иондардың тасымалдаушы ақуыздар көмегімен концентрация градиенті бойынша иондардың қозғаласы қалай аталады?

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмостық диффузия 

-фильтрация

-белсенді тасымал

Мембрана арқылы  жеңілдетілген диффзия мысалына нені келтіруге  болады?

-заттың липидті қабатта  еруі

-концентрация градиентіне  қарсы калий ионының тасымалы

-қысым градиенті   бойынша су малекуласының тасымалы

-судың концентрациясы  төмен еріген ортаның концентрациясы  жоғары  аймаққа өтуі

-натрийдің  тасымалдаушы ақуыздар арқылы тасымалдануы

Мембрана арқылы фильтрацияның мысалына нені келтіруге  болады?

-заттың липидті қабатта  еруі

-концентрация градиентіне   қарсы калий ионының тасымалы

-қысым градиенті  бойынша су малекуласының тасымалы

-судың концентрациясы  төмен еріген ортаның концентрациясы  жоғары  аймаққа өтуі

-натрийдің  тасымалдаушы ақуыздар арқылы тасымалдануы

Мембрана арқылы белсенді тасымалдаудың мысалына нені келтіруге болады?

-заттың липидті қабатта  еруі

-концентрация градиентіне  қарсы калий ионының тасымалы

-қысым градиенті   бойынша су малекуласының тасымалы

-судың концентрациясы төмен еріген ортаның концентрациясы жоғары  аймаққа өтуі

-натрийдің  тасымалдаушы  ақуыздар арқылы тасымалдануы

Биологиялық мембрана арқылы заттар тасымалының түрлері.

-белсенді және белсенсіз

-қарапайым және жеңілдетілген 

-белсенді және жеңілдетілген

-кинк, диффузия,  осмос,  фильтрация

-жеңілдетілген және  белсенсіз

Аталған нұсқалардың ішінен мембрана арқылы өтетін қарапайым диффузияның мысалы не бола алады?

+заттың липидті қабатта  еруі

-концентрация градиентіне   қарсы калий ионының тасымалы

-қысым градиенті   бойынша су малекуласының тасымалы

-судың концентрациясы  төмен еріген ортаның концентрациясы  жоғары  аймаққа өтуі

-натрийдің  тасымалдаушы  ақуыздар арқылы тасымалдануы

Су  молекулаларының  жартылай өткізіш мембрана арқылы  концентрация градиенті төмен еріген аймақтан концентрациясы жоғары аймаққа көшуі қалай аталады?

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмос

-фильтрация

-белсенді тасымал

Су малекулаларының  қысымы жоғары аймақтан төмен аймаққа  өтуі қалай аталады

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмос

-фильтрация

-белсенді тасымал

Иондардың концентрациясы градиентіне қарсы қозғалысы  қалай аталады?

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмостық диффузия 

-фильтрация

-белсенді тасымал

Қайсысы бәсең  тасымалдауға жатпайды?

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмос

-фильтрация

-Na - насосы

 

 

Мембрана арқылы осмостың мысалына  нені келтіруге  болады?

-заттың липидті қабатта  еруі

-концентрация градиентіне   қарсы калий ионының тасымалы

-қысым градиенті   бойынша су малекуласының тасымалы

-судың концентрациясы төмен еріген ортаның концентрациясы жоғары  аймаққа өтуі

-натрийдің  тасымалдаушы  ақуыздар арқылы тасымалдануы

Әрекет потенциалының  басталуы мембраналық  потенциалдың жедел оң бағытқа ауысуына әкелуі қалай аталады?

-реполяризация

-деполяризация

-овершут

-гиперполяризация

-іздік потенциал

Қарапайым диффузия түріне жатпайды....

-заттардың липидті   биқабатына еруі

-липидті саңылау арқылы  заттардың өтуі

-ақуыздық саңылау  арқылы заттардың өтуі

-заттардың тасымалдаушы ақуыздар арқылы өтуі

Иондардың тасымалдаушы ақуыздарсыз концентрация градиенті бойынша иондардың қозғалысы қалай аталады?

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмостық диффузия 

-фильтрация

-белсенді тасымал

Белсенді тасымалдаудың  белсенсіз тасмалданудан  негізгі  ерекшелігі неде?

-иондар тасымалдаушы ақуыздар арқылы өткізу

-градиент концентрациясы  бойынша иондарды тасымалдау

-қысым градиенті бойынша   иондар тасымалдау

-тасымалдау барысында АТФ энергиясын жұмсау

-липидтік биқабаттка  заттардың таралуы

Иондардың тасымалдаушы ақуыздар көмегімен концентрация градиенті бойынша иондардың қозғаласы қалай аталады?

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмостық диффузия 

-фильтрация

-белсенді тасымал

Мембрана арқылы  жеңілдетілген диффзия мысалына нені келтіруге  болады?

-заттың липидті қабатта  еруі

-концентрация градиентіне  қарсы калий ионының тасымалы

-қысым градиенті   бойынша су малекуласының тасымалы

-судың концентрациясы  төмен еріген ортаның концентрациясы  жоғары  аймаққа өтуі

-натрийдің  тасымалдаушы ақуыздар арқылы тасымалдануы

Мембрана арқылы фильтрацияның мысалына нені келтіруге  болады?

-заттың липидті қабатта  еруі

-концентрация градиентіне   қарсы калий ионының тасымалы

-қысым градиенті  бойынша су малекуласының тасымалы

-судың концентрациясы  төмен еріген ортаның концентрациясы  жоғары  аймаққа өтуі

-натрийдің  тасымалдаушы  ақуыздар арқылы тасымалдануы

Мембрана арқылы белсенді тасымалдаудың мысалына нені келтіруге болады?

-заттың липидті қабатта  еруі

-концентрация градиентіне  қарсы калий ионының тасымалы

-қысым градиенті   бойынша су малекуласының тасымалы

-судың концентрациясы  төмен еріген ортаның концентрациясы  жоғары  аймаққа өтуі

-натрийдің  тасымалдаушы  ақуыздар арқылы тасымалдануы

Биологиялық мембрана арқылы заттар тасымалының түрлері.

-белсенді және белсенсіз

-қарапайым және жеңілдетілген 

-белсенді және жеңілдетілген 

-кинк, диффузия,  осмос,  фильтрация

-жеңілдетілген және  белсенсіз

Атаған нұсқалардың (варианттардың) ішінен мембрана арқылы өтетін қарапайым диффузияның мысалы не бола алады?

-заттың липидті қабатта еруі

-концентрация градиентіне  қарсы калий ионының тасымалы

-қысым градиенті   бойынша су малекуласының тасымалы

-судың концентрациясы  төмен еріген ортаның концентрациясы  жоғары  аймаққа өтуі

-натрийдің  тасымалдаушы  ақуыздар арқылы тасымалдануы

Су  молекулаларының  жартылай өткізіш мембрана арқылы  концентрация градиенті төмен еріген аймақтан концентрациясы жоғары аймаққа көшуі қалай аталады?

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмос

-фильтрация

-белсенді тасымал

Су малекулаларының  қысымы жоғары аймақтан төмен аймаққа  өтуі қалай аталады

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмос

-фильтрация

-белсенді тасымал

Иондардың концентрациясы градиентіне қарсы қозғалысы  қалай аталады?

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмостық диффузия 

-фильтрация

-белсенді тасымал

Қайсысы бәсең  тасымалдауға жатпайды?

-қарапайым диффузия

-жеңілдетілген диффузия

-осмос

-фильтрация

-Na - насосы