Błony: struktura,

Błony: struktura,

organizacja

organizacja

i funkcja

i funkcja

1

Co to jest błona plazmatyczna?

Co to jest błona plazmatyczna?



błona komórkowa

błona komórkowa – tworzy zamknięty obszar
wokół cytoplazmy komórkowej; oddziela jedną
komórkę od drugiej



błona

wewnątrzkomórkowa

błona

wewnątrzkomórkowa

–

oddziela

wyspecjalizowane

przedziały

(kompartmenty)

wewnątrz komórki; otacza oddzielne organella

2

Składniki błony

Składniki błony



lipidy

lipidy



białka

białka



węglowodany

węglowodany

3

Lipidy błon komórkowych

Lipidy błon komórkowych



fosfolipidy

fosfolipidy



fosfoglicerydy



sfingomieliny



glikosfingolipidy

glikosfingolipidy (GSL)



sterole

sterole (najczęściej
cholesterol)

4

Fosfolipidy

Fosfolipidy



fosfoglicerydy

fosfoglicerydy



sfingomieliny

sfingomieliny

5

Białka błon komórkowych

Białka błon komórkowych



enzymy



białka transportujące



białka strukturalne



białka antygenowe



receptory

białka
integralne

białka
peryferyjne

6

Asymetria błony komórkowej

Asymetria błony komórkowej



E – warstwa wewnętrzna

◦

np. fosfatydyloseryna, fosfatydyloetanoloamina



P – warstwa zewnętrzna

◦

np. sfingomieliny, fosfatydylocholina



reszty węglowodanowe GSL wystają na

zewnątrz błony plazmatycznej



lokalizacja węglowodanów przyłączonych

do białek błonowych po stronie

zewnętrznej błony

7

Komunikowanie się komórek

Komunikowanie się komórek



Przepuszczalność błon biologicznych

8

Transport przez błony

Transport przez błony

biologiczne

biologiczne

9

Transport małych cząsteczek

Transport małych cząsteczek

•

Bierny

•

Bierny

wspomagany

•

Aktywny

10

Prosta lub ułatwiona dyfuzja

Prosta lub ułatwiona dyfuzja



Bez nakładu E



W kierunku równowagi



Ograniczona przez:

◦

Termiczne wzbudzenie cząst.

◦

Gradient stęż. w poprzek błony

◦

Rozpuszczalność tej subst.

(współcz. przenikania)

11

Kanały jonowe

Kanały jonowe



Naładowane wewnątrz (-)



Otwieranie (bramkowanie)

kanału - „wszystko albo nic”



Wrażliwe na działanie blokerów



Stan kanału zależy od czynnika

aktywującego



Przepuszczalność zależy od:

◦

Wielkości jonu

◦

Stopnia hydratacji jonu

◦

Gęstości ładunku jonu

12

Kanały napięciowo-zależne

Kanały napięciowo-zależne



Czynnikiem otwierającym kanał

jest zmiana potencjału błonowego



Kanały: Na, K, Cl, Ca



Reagują na bodźce:

◦

Depolaryzacyjne (↑ potencjału)

◦

Hiperpolaryzacyjne (↓ potencjału)

13

Budowa

Budowa



Czujnik potencjału (CP) –

wywołuje zmianę konformacji
bramki aktywacyjnej



Bramka aktywacyjna (BA) –

jej przemieszczenie otwiera kanał jonowy



Bramka inaktywacyjna (BI) –

warunkuje stan inaktywacji



Filtr selektywności (F)

14

Kanały sodowe

Kanały sodowe



Otwierają się w wyniku depolaryzacji



Gwałtowny napływ Na

+

do komórki



Po 1ms –okres inaktywacji kanałów



W świetle kanału – gr. COO

-

przyciągająca

kationy



Filtr selektywności – wąskie światło kanału

(Na

+

mniejsze niż K

+

)

15

Kanały potasowe

Kanały potasowe



Przywracają potencjał spoczynkowy

komórki po depolaryzacji



Otwarcie kanałów- „ucieczka” K

+

do

przestrzeni międzykomórkowej
(równoważy nadmiar (+) w komórce)



Atomy O

2

w ścianie kanału – obejmując

szczelnie K

+

pomagają im przejść przez

kanał

16

Kanały wapniowe

Kanały wapniowe



Przetwarzanie impulsu elektrycznego na

chemiczny (synapsa)



W błonie presynaptycznej

Depolaryzacja → otwarcie kanałów →
napływ Ca

2+

do komórki → uwolnienie

pęcherzyków ACh do szczeliny
synaptycznej → impuls chemiczny

17

Błony komórek nerwowych

Błony komórek nerwowych



Odpowiedzialne

za

potencjały

czynnościowe powstające w poprzek

błony



Aktywność

regulowana

przez

neuroprzekaźniki

18

Bramkowanie

Bramkowanie



Kanały bramkowane ligandem –

określona cząsteczka łączy się z
receptorem i otwiera kanał



Kanały bramkowane napięciem –

otwierają się (lub zamykają) w odpowiedzi
na zmiany potencjału błonowego

19

Rodzaje systemów transportowych

Rodzaje systemów transportowych

• Uniport (I)

• Kotransport

•Symport
(II)

•Antyport
(III)

20

Dyfuzja ułatwiona

Dyfuzja ułatwiona



Nie wymaga E



Przypomina reakcję substrat-enzym



Mechanizm „ping-pong”

21

Hormony w regulacji dyfuzji

Hormony w regulacji dyfuzji

ułatwionej

ułatwionej



Insulina → zwiększa transport glukozy i

aminokwasów



H. glikokortykoidowe → transport

aminokwasów do wątroby



H. wzrostu → transport aminokwasów do

wszystkich komórek



Estrogeny → transport aminokwasów

22

Transport aktywny

Transport aktywny



Wymagana E (hydroliza ATP, ruch elektronów
lub światło)



Ouabaina i glikozydy naparstnicy hamują ATP-
azę



Obecny przenośnik błonowy (zazwyczaj
lipoproteina) posiadający odmienne
powinowactwo do liganda po obu stronach
błony



Przypomina reakcję enzym-substrat (asocjacja
z białkami transportującymi)

23

Transport anionów przez bł. mitochondrialne

Transport anionów przez bł. mitochondrialne



Bł. wewn. nieprzepuszczalna dla

hydrofilnych substancji



Antyport - stały rozkład ładunków po obu

stronach błony (wyj.: ATP/ADP)



Napędzany przez E gradientu

elektrochem.



Obecny przenośnik

24

ATP/ADP

ATP/ADP



Transport

ADP do m-t

i

ATP do cytozolu

(antyport)



Zmiana ładunku elektrycznego po obu

stronach błony - ATP „zabiera” z m-t 4(-),
ADP „wnosi” do m-t 3(-)



Istotne dla odtwarzania źródła E w

komórkach

25

Pompa

Pompa

Na-K

Na-K

, ATP-zależna

, ATP-zależna



Przywraca fizjologiczny gradient



Stymulowana przez oba jony
jednocześnie



1 cykl (10ms): 2K

+

i 3Na

+



Po str. cytozolu wiąże ATP, po str. zewn.-
inhibitory (steroidy kardiotoniczne)



Ulega

fosforylacji

w obecności:

ATP, Na

+

, Mg

2+

i

defosforylacji

w obecności

K

+

26

ATP-aza H

ATP-aza H

+

+

/K

/K

+

+



W kom. okładzinowych bł.śluz. żołądka
(wydzielających HCl)



Usuwa H

+

, wymienia je na K

+

(niezgodnie z

gradientem stężeń)



Aktywowany przez histaminę (wiązaną przez
receptory powierzchn. kom. okładzinowych)



Inhibitor kompetycyjny (analog histaminy):
cymetydyna



H

cytozol

:H

zewn

= 1:10

6

=> pH w żołądku ok. 1

27

Transport makrocząsteczek

Transport makrocząsteczek



ENDOCYTOZA (wymaga E z hydrolizy

ATP, ukł. mikrofilamentowych i Ca

2+

)

◦

FAGOCYTOZA (c. stałe)

◦

PINOCYTOZA (płyny)



Płynnej fazy



Absorpcyjna



EGOCYTOZA

28

Transport atomów

Transport atomów

wodoru przez błonę

wodoru przez błonę

mitochondrialną

mitochondrialną

29

Gdzie? Kiedy? Po co?

Gdzie? Kiedy? Po co?



Fosforylacja oksydacyjna



Mitochondria

30



Wewnętrzna błona mitochondrialna jest

nieprzepuszczalna

dla

większości

cząsteczek w tym NADH i NAD

+



Dlatego elektrony z cytozolowego NADH

wchodzą

do

mitochondriów

za

pośrednictwem systemów wahadłowych

31

Wahadło glicerolo-3-fosforanowe

Wahadło glicerolo-3-fosforanowe

32



Z jednej cząsteczki NADH tworzy się 1,5

cząsteczki ATP, a nie 2,5 jak w
normalnych warunkach. Wynika to z
tego, że akceptorem elektronów jest FAD
a nie NAD

+



Wahadło jest szczególnie aktywne w

mięśniach i pozwala im utrzymywać
bardzo

dużą

szybkość

fosforylacji

oksydacyjnej

33

Wahadło jabłczanowo-asparaginianowe

Wahadło jabłczanowo-asparaginianowe

34

Dziękujemy za uwagę

Dziękujemy za uwagę





35