Молекулярные механизмы фагоцитоза
Все эти удивительные превращения происходят благодаря деятельности специальных молекул. На рис. 14а показаны молекулы мембраны клетки (они называются рецепторами), обеспечивающие прилипание пищевой частицы к мембране и образование пищеварительной вакуоли. Рецепторы - это молекулы мембраны клетки, которые могут узнавать другие молекулы (лиганды), и прочно к ним прилипать. Коснувшаяся мембраны частица прилипает в том случае, если на ее поверхности имеются лиганды к каким-нибудь рецепторам, имеющимся на поверхности клетки (на мембране обычно имеется около 100 различных разновидностей рецепторов, и каждый из них "узнает" определенный лиганд).
?Рецепторы в мембране свободно перемещаются в результате теплового движения. Как связан этот факт с «облипанием» мембраной поверхности пищевой частицы?
Захват пищевой частицы (рис. 13: этапы 1-3)
Рис. 14. Молекулярные механизмы фагоцитоза: а) захват пищевой частицы; б) переваривание пищи во вторичной лизосоме
Растворение частиц пищи во вторичной лизосоме (рис. 13: этапы 5-7)
Пусть в данном конкретном случае клетка захватила с помощью фагоцитоза другую клетку, только маленькую (см. рис.14б). Первичная лизосома принесла из комплекса Гольджи специальные молекулы (пищеварительные ферменты(3)), умеющие "разрезать" большие молекулы (1) (например, полимеры - см. ниже) на части. Из-за этого органоиды захваченной клетки "разваливаются" на отдельные мелкие молекулы (2). В мембране вторичной лизосомы имеются также белки-переносчики(4), которые умеют переносить эти мелкие молекулы через мембрану в цитоплазму клетки.
|
|
|
? Как Вы полагаете, откуда взялись в мембране лизосомы белки - переносчики?
? Среди пищеварительных ферментов есть протеазы, умеющие расщеплять белки на мономеры. Почему же сами пищеварительные ферменты не расщепляются на мономеры под действием таких протеаз?
Полимеры и мономеры
Рис. 15. Механизм работы пищеварительного фермента (в немного упрощённом виде)
Молекулы состоят из еще более мелких частиц - атомов. Полимеры ("поли"- "много", "мерос" - "часть") - это молекулы, состоящие из одинаковых или очень похожих друг на друга групп атомов (остатков мономеров: "моно" - "один"), соединенных между собой (см. рис. 14б и 15). Пищеварительные ферменты во вторичной лизосоме "разрезают" полимеры пойманной пищи на отдельные мономеры. Полимеры и их мономеры обычно имеют разные названия. Чтобы было легче запомнить эти названия, мы объединили в табл.1 сведения обо всех типах полимеров клетки.
?Чем отличается по строению молекулы мономер от остатка мономера?
|
|
|
! Подробнее о полимерах, остатках мономеров и самих мономерах. Краткое введение в химию.
Рис. 16. Молекулы воды и перекиси водорода (сверху – графические, снизу – аналитические формулы)
Атомы в химии принято обозначать латинскими буквами (например, атом водорода обозначается латинской буквой H, атом кислорода - буквой O). Молекулы в химии изображают формулами. В некоторых формулах (они называются графическими формулами) связи атомов друг с другом (химические связи) рисуют в виде палочек (см., например, рис. 15 и 16). В аналитических формулах около значка каждого атома в виде индекса указывают количество таких атомов в этой молекуле. На рис. 16 показаны аналитические и графические формулы двух молекул - воды и перекиси водорода.
Обычно на одном конце любого клеточного полимера к нему присоединен атом водорода, а на другом конце - группа из двух соединенных друг с другом атомов - водорода и кислорода. На рис. 15 показано, как пищеварительный фермент "разрезает" полимер. Подобные химические реакции (в ходе которых к каким-либо молекулам присоединяются разделенные на части молекулы воды) называют реакциями гидролиза. Пищеварительные ферменты, производящие реакции гидролиза, называют гидролазами.
|
|
|
Таблица 1. Полимеры и мономеры, входящие в состав живых клеток.
| Полимеры | Мономеры |
| Белки | Аминокислоты (обычно их в клетке около 20 разных типов). |
| Углеводы (полисахариды): | Моносахариды: |
| Нуклеиновые кислоты: | Нуклеотиды: |
| рибонуклеиновая кислота (РНК) | нуклеотиды РНК (4 типа: А аденин, У урацил, Г гуанин, Ц цитозин) |
| дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) | нуклеотиды ДНК (4 типа: А, Т тимин, Г, Ц) |
Строение мембраны. Липиды.
Твердые предметы могут быть гидрофильными - смачивающимися водой ("фила" - "любовь") или гидрофобными - не смачивающимися водой ("фобос" - "страх"). Определяется это так: на пластинку, изготовленную из интересующего нас вещества, капаем небольшую капельку воды. На гидрофобной поверхности капелька собирается в шарик, на гидрофильной - растекается (рис.17). Тонкая трубочка (капилляр) из гидрофильного вещества втягивает в себя воду. Капилляр из гидрофобного вещества вода как бы старается покинуть. Причина этих явлений в том, что молекулы воды притягиваются, во-первых, друг к другу (это притяжение мешает капельке воды мгновенно разлететься на молекулы), а во-вторых, к молекулам твердого тела. Если первая сила больше второй, то капелька воды собирается в шарик, "отлипая" от твердой поверхности (т.е. данная поверхность гидрофобная). Если первая сила меньше второй, то капелька воды начинает растекаться по твердой поверхности (т.е. данная поверхность - гидрофильная).
|
|
|
Рис. 17. На гидрофобной поверхности (парафин) капелька воды собирается в шарик, на гидрофильной (стекло) - растекается. Тонкая трубочка из гидрофильного вещества втягивает в себя воду. Капилляр из гидрофобного вещества вода как бы старается покинуть. Рис. 18. Молекула липида из клеточной мембраны
Мембрана клетки состоит из многих разных молекул. Большинство из них - молекулы липидов (рис. 18). Молекула липида состоит из гидрофильной "головки" и двух гидрофобных "хвостов". В воде "головки" разных липидных молекул слегка отталкиваются друг от друга, а "хвосты" слипаются друг с другом (вообще гидрофобные предметы в воде склонны слипаться друг с другом, при этом площадь соприкосновения с водой каждого из них уменьшается).
! Подробнее о липидах.
На рис. 18 а) изображены молекулы глицерина, спирта инозитола, фосфорной кислоты и двух разных жирных кислот. Если соединить их друг с другом так, как показано на рис. 18б, получится липидная молекула, реально встречающаяся в мембранах некоторых клеток (подобные реакции называют реакциями дегидратации, то есть реакциями отделения воды).
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 812; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!