Лекции по "Биофизике"

Биофизика

1. Сізге белгілі биологиялық мембрана функцияларын сипаттаңыз. Әрбір функцияның жасуша үшін маңыздылығын негіздеңіз. Биологиялық мембраналар деп цитоплазманы және көптеген жасушаларды құрайтын көптеген элементтерді шектейтін және каналдардан ,қыртыстардан ,қуыстардан тұратын біріктірілген жүйені құрайтын функционалды құрылымдарды атайды.Олардың қалыңдығы-5-10нм ды құрайды.Құрылысына келсек -фосфолипидті 2қабаттан,гидрофильді-гидрофобты бас пен құйрықшадан,гликопротеиндер мен көмірсулардан тұрады.Жасушаны сыртқы орта әсерінен қорғайды,жасуша мен қоршаған орта арасындағы зат алмасуды ретттеп отырады,электрлік потенциалдың пайда болуына әсер етіп,АТФ энергиясы синтезіне қатысады.Негізінен 3маңызды қызмет атқарады:матрицалық-қалыптық-әртүрлі қызметтегі ақуыздардың қалпын ұстап тұрады,барерьлік-кедергілік-улы немесе зиянды заттардың өтуінен қорғайды,механикалық  .Жасуша үшін маңызында -жасушадағы зат тасымалын,тыныс алу қызметтерін,жасушаны зиянды заттардан қорғайды және механикалық әрекеттерін қамтамасыз етеді.Биологиялық мембрананың өзінде тотыға фофорлану және фотосинтез реакциялары да жүреді.

2. Мембранада тыным потенциалының пайда болу молекулярлық механизмдерін сипаттаңыз. Тыным потенциалының шамасына ең көп үлес қосатын тасымалдау түрін көрсетіңіз, жауабыңызды негіздеңіз.Тыным потенциалы-бұл жасушаның физиологиялық тыным күйіндегі мембрананың сыртқы ж/е ішкі жағындағы электрлік потенциал айырымы.Оның орташа шамасы-70 милливолтты құрайды.Тыным потенциалының түйіні-бұл мембрананың ішік жағы теріс электрлік зарядтарға аниондар түрінде ие болуы және мембрананың сыртқы жағында болатын катион түріндегі оң зарядтардың жеткіліксіздігі.Тыныштық потенциал кезінде әрнр түрлі иондар үшін мембрананың өтімділік коэффициенттері:П-Калий:П-натрий:П-Хлор=1:0,04:0,45.Тыныштық потенциалы мембрананың 2 жағындағы концентрациялардың және мембрана арқылы өтетін иондардың әртүрлілігімен анықталады.Міне сондықтан мембрана арқылы иондар ағыны және жасушаның потенциалдар айырымы пайда болады.Мембраналық потенциалдың пайда болуы себебі-жасушадан сыртқа қарай К+  иондарының  диффузиясы .ИОндар концентрациясының айырмасын ұстап тұру АТФ энергиясын пайдалантын иондық арналардың көмегімен жүзеге асады.Бұдан басқа К+,НАТРИЙ+ арналар 3натрий ионын сыртқа шығарып,жасушаға 2калий ионын алып келетін болғандықтан  тыныштық потенциалын арттырады.Тыным потенциалының туындауында ерекше фермент-натрий-калийлік АТФаза  натрий-калийлік насос жұмыс атқарады.Сонымен мембраналық тыным потенциалы-к+ мен жасушадан оң зарядтардың шығуына байланысты және натрий-калийлік насостың қызмет атқаруы нәтижеснде пайда болатын жасуша ішіндегі оң электрлік зарядтар тапшылығы болып табылады.

3. Мембранада әрекет потенциалының пайда болу молекулярлық механизмдерін және оның жасуша үшін маңыздылығын сипаттаңыз. Әрекет потенциалының шамасына ең көп үлес қосатын тасымалдау түрін көрсетіңіз, жауабыңызды негіздеңіз.Әрекет потенциалы-бұл қозу кезеңіндегі мембраналық потенциалдың тербелісі ,яғни ммембрана зарядтары өзгереді.Әрекет потенциалы ашылуы бойынша тынымпотенциалынан бұрын ашылған болып табылады.Негізінен әрекет потенциалы бұлшықет пен жүйке де қозу таралуын сипаттайтын электрлік импульс болып табылады.5 фазасы анықталады.1)Жергілікті жауап.2)Деполяризация.3)Реполяризация.4)Теріс іздік потенциал .5)Оң іздік потенциал.Мебраналық теорияға сәйкес әрекет потенциалы ұлпаның қозған және қозбаған аймақтары арасында потенциалдар айырмасының пайда болуына байланысты туындайды.Ұлпаның қозған жерінде теріс заряд қалыптасып,оң заряд сақталады.Әрекет потенциалы мембрана арқылы иондар легінің өту жылдамдығының өзгеруімен байланысты туындайды.Алдымен тітіркендіргіш әсерімен жасуша мебранасында үйексіздену үрдісі жүреді.Үйексіздену белгілі шекке жеткенде натрий арналары ашылып,мембрананың натрий иондарына өтімділігі тыныштық күймен салыстырғанда 500есе артады.Аз ғана уақыттан кейін бұл арналар жабылып,натрйи иондарының жасушаға өту қарқыны төмендейді.Осыдан кейін мембрананың калий иондарына деген өтімділігі артады.Осыдан кейін бұл иондар жасушадан жылдам шығады да,жасу мембранаысынң бастапқы өрісі қалпына келеді.Басқаша айтқанда мембрана сырт жағынан +,ал іш жағынан – зарядқа ие болады.