1MEMBRANE BIOLOGICE I FENOMENE DE TRANSPORT
BIOFIZICACELULAR
CURS 6
2Obiectivele cursului
La finalul acestui curs voi cunoate:
generaliti despre celul
structura membranei celulare
tipuri de lipide membranare i funciile lor
ce sunt lipozomii i la ce sunt utilizai
principalele tipuri de proteine membranare
cteva modele structurale membranare
proprietile fizice ale membranelor celulare
3CELULA
ERITROCITE 25.000 miliardeCELULE GLIALE 1.000 miliardeNEURONI 100 miliardeHEPATOCITE 100 miliarde
Robert Hooke(1635 1703)
1665
cellula (lat.) = cmru
4Cum studiem celulele? Microscopul optic lumina vizibil trece prin lentile de sticl, imaginea este mrit n ocular (film, ecran)
(~ x 2000 ori)
Comparaie ntre microscoapele optice
Cmp luminos (prob necolorat) lumina trece prin prob, imagine fr contrast
Fluorescen celulele sunt marcate cu compui fluoresceni (absorb lumina cu mic i emit mare)
Cmp luminos (prob colorat), coloranii mresc contrastul
5 Microscopul electronic n locul luminii este utilizat un fascicul de electroni
(~ x 2.000.000 ori)
Caracteristici
- gradul de magnificare raport dintre dimensiuneaimaginii obiectului i dimensiunea sa real
- rezoluia msur a claritii imaginii distanaminim dintre 2 puncte care se pot distinge ca fiind nc separate
Microscopul electronic cu scanare fasciculul de electroni scaneaz
suprafaa celulei care este acoperit cu un strat fin de aur
6celule
lichid interstiial
matrice extracelularESUT
Celula concept fundamental pentru biologie
Atomul concept fundamental pentru chimie
7 Citoscheletul d form i rezisten mecanic celulei(n absena acestuia celulele animale ar fi toate sferice)
8Parametrii fizici ai celulei
Neuron
Celule muscularescheletale
Celule sanguine
FORM
9neuroni 3 4 mlimfocite 6 8 madipocite 60 120 m
fibra muscular 50 100 movul 200 m
DIMENSIUNE
POLARIZARE ELECTRIC
interiorul (citoplasma) negativ fa de mediul extracelular
10
VSCOZITATE condiionat de vrst, stare normal sau patologic, temperatur
pH ul MEDIULUI INTRACELULAR
slab acid (intracelular ~ 6,9; nucleu 4-5)
TIMP DE VIAtrombocite 9 zilemitocondrii 21 zileeritrocite 110 zile limfocite sptmni anineuroni, celulemusculare cardiace - ntreaga via
11
Pri componente ale celuleimembrana celularcitoplasma
nucleulorganitele celulare(sisteme subcelulare ce au membrane proprii)
- mitocondrii- reticul endoplasmatic- lizozomi- aparat Golgi
citoschelet filamente de actinmicrotubulifilamente intermediare
12
13
MEMBRANA CELULAR- limita de separare intra/extracelularFunciile membranei compartimentare loc de desfurare a proceselor de transport- de micromolecule prin membrana intact (pori sau
canale ionice)- de macroprodui prin ruperea membranei i
refacerea ei (pinocitoz)- transfer de informaie (transmiterea influxului nervos) sediul unor receptori sediul unor fenomene electrice (bioelectrogeneza) furnizeaz rezisten mecanic celulei
14
MEMBRANA CELULAR
MEMBRANA PLASMATIC
MEMBRANA ORGANITELOR
CELULARE
20 % DIN MASA CELULEI
ORGANISM ADULT: 10 kg
100 ha !!!1015 - 1017 celule x suprafaa medie ( ~ 5 m)
15
Structura membranei celulare
2 elemente constitutive de baz
lipide
proteinecarbohidrai
difracie de raze X
16
LIPIDELE MEMBRANARE
ROL: pasiv - matrice de fixare a proteinelor
Tipul celulei Proteine Lipide Glucide
eritrocite 49 % 43 % 8 %
hepatocite 54 % 36 % 10 %
teaca de mielin
18 % 79 % 3 %
DENSITATE: 5106 molecule/m2(molecule mici)
17
LIPIDELE MEMBRANARE
TIPURI:
GLICOLIPIDE: 0 - 12 %
FOSFOLIPIDELE: 50 - 80 % FOSFATIDIL COLINA (lecitin) FOSFATIDIL - SERINA FOSFATIDIL - ETANOLAMINA FOSFATIDIL - INOSITOL SFINGO - MIELINA
STEROLI: 10 - 30 % (colesterol)
18
un capt hidrofil(polar)
un capt hidrofob(nepolar)
fosfolipidele
structurate n membranDUBLU STRAT FOSFOLIPIDIC
grosimea dublului strat ~ 40
19
caracteramfipatic
Dublu strat fosfolipidic (bilayer)
citoplasma
mediul extracelular
20
21
Rol: rigidizare i reducerea permeabilitii bilayer-ului
Colesterol
C27H45OH
22
23
MODELE EXPERIMENTALE
Lipozom(nanozom)
24
Utilizri ale lipozomilor
- medicin (transportul medicamentelor ctre esuturile
int)
- industria cosmetic
- industria textil (carrieri pentru colorani)
- industria alimentar (transportori pentru aditivi alimentari)
25
www.d.umn.edu/~sdowning/Membranes/animationindx.htmlUniversity of Minnesota
26
EXTRINSECI (periferice)- EXTERNE: enzime, antigene- INTERNE: suportul citoscheletului
INTRINSECI (integrale)-TIP I - receptori-TIP II - canale, pompe ionice
Clasificare
PROTEINELE MEMBRANARE
ndeplinesc funcii specifice: enzime, canale ionice,transportori, receptori
ROL: activ
27http://www.johnkyrk.com/cellmembrane.html
28
MODELE STRUCTURALEBENJAMIN FRANKLIN (1774)
LORD RAYLEIGH (1890)
AGNES POCKELS
Agnes Pockels
(1862 1935)
29
IRVING LANGMUIR (1917): Moleculele lipidice formeaz pe suprafaa apei un monostrat
Premiul Nobel n Chimie (1932)
1881 - 1957
30
1. MODELUL GORTER GRENDEL (1925)
fantome eritrocitare
31
AER
AP
32
MODELUL GORTER GRENDEL
DublulStratFosfo-Lipidic
33
2. MODELUL DANIELLI DAVSON (1935)
34
MODELUL DANIELLI DAVSON
35
3. MODELUL SINGER NICHOLSON (1972)
(model de mozaic fluid lipo - proteic)
36
37
PROPRIETI FIZICE
Rezisten electric: 1 - 100 k/cm2
Capacitate electric: 0,5 - 8 F/cm2
Conductan ionic:
g = gNa + gK + gCl + gali ioni
Grosime: 60 - 75
Recommended