Bài giảng hóa sinh động vật màng sinh học và sự vận chuyển qua màng

2. MÀNG SINH H C VÀ S  V N CHUY N  Ọ Ự Ậ Ể

QUA MÀNG   

• TB là đ n v  s ng có kh/năng t  chuy n hoá, t  s/s n, t  th/nghi, ơ ị ố ự ể ự ả ự

t  đ/hoà và t  chúng các mô, các c  quan và c  th  s ng đự ừ ơ ơ ể ố ược hình  thành, duy trì và ph/tri n. ể

•  Trong  TB,  màng  chi m  kho ng  80%  kh i  l ng  TB  và  chúng ế ả ố ượ xây d ng nên các bào quan c a TB.ự ủ

2. 1. Đ I C Ạ ƯƠ NG V  MÀNG SINH H C Ề Ọ

Màng sinh ch t (ngăn cách t  bào v i môi tr ấ ế ớ ườ ng xung  quanh, đi u khi n s  v n chuy n các ch t ra, vào t   ề ể ự ậ ể ấ ế

Ribosome

Màng nhân (ngăn cách

chromatin v i sinh ch t) ớ ấ

(Cytoskeleton) Lysosome

Máy Golgi

X ươ ng t  bào ế

Nhân con (Nucleonus)

Nhân (Nucleus)

L ướ ộ i n i ch t  ấ

nh n ẵ

L ướ ộ i n i ch t nhám ấ

Ty thể

Peroxisome

• Khái ni m: Màng sinh h c (biomembrane)ệ ọ  =  l p  c u  trúc ớ ấ

bao b c bên ngoài TB SV và các khí quan n i bào (nhân, TLT, ọ ộ

LLT, lysosome) ho c t o thành các h  th ng khí quan (lặ ạ ệ ố ướ ội n i 

ch t, máy Golgi, vv ) ấ

­ Ngăn cách hai môi tr ngườ

• Ch c năng c a màng:ứ ủ trong và ngoài TB

nước  bào  tương  v i  khu ớ

v c bên trong các khí quan ự

n i bào khácộ

­ Là b  ph n ch c năng c a ộ ậ ứ ủ

TB:Ti p nh n các ch t dinh d ng, các thông tin t  môi tr ngế ậ ấ ưỡ ừ ườ  

Đ a ra ngoài TB nh ng ch t ti t (ch t th i, tín hi u ư ữ ấ ế ấ ả ệ h/h c).ọ

Nhi u qt c  b n, n n t ng c a s  s ng đề ơ ả ề ả ủ ự ố ược th c hi n   ự ệ ở màng (s  v/c eự ­ và H+ c a qt ÔXHKSH   màng trong TLT; ủ ở

qt quang h p   màng thylacoid c a l c l p th ; s  truy n ợ ở ủ ụ ạ ể ự ề

d n các x/đ ng   h  TK,   c ) ẫ ộ ở ệ ở ơ

T  nhi u k/qu  nc v  màng sinh ch t, có th  gi/thích đừ ề ả ề ấ ể ược:

­ c  ch  nhi u tr ng thái b nh lýơ ế ề ạ ệ

­ c  ch  t/d ng c a thu c trong đ/tr  b nh. ơ ế ụ ủ ố ị ệ

(Các TB ung th  đ  thoát h u h t các ch c ph n ki m tra, ư ể ầ ế ứ ậ ể → phân  chia c c nhanh và vô t n, xâm l n các mô x/quanh, di chuy n đi xa,ự ậ ấ ể

…  Nh ng  đ c  tính  trên  liên  quan  t i  nh ng  b/đ i    màng  sinh ữ ặ ớ ữ ổ ở

ch t; ấ → ung th  là b nh c a màng. ư ệ ủ

Nc v  kh/năng nh n di n c a màng TB đ i v i virus, vi khu n và ề ậ ệ ủ ố ớ ẩ KST →   gi i thích b nh sinh c a các b nh thu c lĩnh v c này. ả ệ ủ ệ ộ ự

Nc  v   các  ch t  nh n  di n  thu c  trên  màng  sinh  ch t  và  s   v/c ề ấ ậ ệ ố ấ ự thu c qua màng ố → c  ch  t/d ng c a nhi u lo i thu c. ơ ế ụ ủ ề ạ ố

Nc  v   màng  b   m t  TB ề ề ặ →  hi u  bi t  nh t  đ nh  v   s   dung  h p ể ế ấ ị ề ự ợ trong c y ghép c  quan).ấ ơ

NC v  màng có ý nghĩa gì? ề

2.2. THÀNH PH N HOÁ H C C A MÀNG Ầ Ọ Ủ

• Các màng có ngu n g c khác nhau đ u ch a đ ng hai thành ph n ồ ố ề ứ ự ầ chính là lipid và protein. 

• Glucid cũng tham gia c u t o màng v i s  lấ ạ ớ ố ượng ít và là thành 

ph n c a glycoprotein ho c glycolipid màng. ầ ủ ặ

•  T   l   gi a  lipid  và  protein  thay  đ i  khác  nhau  trong  các  màng ỷ ệ ữ ổ khác nhau, ph n ánh tính đa d ng v  ch c năng c a màng.ả ạ ề ứ ủ

­ Đ c tính n i b t: không hoà tan trong nặ ổ ậ ướ → có kh/năng làm c  hàng rào ngăn cách mt nước v i c u trúc TB. ớ ấ

­ Thành ph n lipid thay đ i r t khác nhau gi a các lo i màng. ầ ổ ấ ữ ạ

­ Các lipid thường g p   màng sinh h c:ặ ở ọ

• Glycerophospholipid

• Sphingolipid

• Cholesterol

Công th c c u t o t ng quát c a các phospholipid ứ ấ ạ ổ ủ

(PE) (PA)

(PC) (PS) (PG)

(PI)

(DPG)

• Có hai đ u k  nầ ỵ ước và  a ư

nước 

• T  bào đ ng v t ế ộ ậ

• Đ m cho tính l ng c a màng ệ ỏ ủ (Membrane fluidity “buffer”)

• S  phân b  c a các nhóm lipid trong màng không đ ng  ự ố ủ ồ

đ u, mà r t khác nhau.  ề ấ

• T  l  lipid và protein thay đ i tu  theo ho t tính sinh  ỷ ệ ổ ỳ ạ

h c  c a  màng:  ch c  năng  sinh  h c  càng  ph c  t p,  đa  ọ ủ ứ ọ ứ ạ

d ng thì hàm l ạ ượ ng protein càng cao  

Đi n hình cho m i t/quan gi a h/tính s/h c và h/lể ố ữ ọ ượng protein là hai 

l p ớ màng TLT: màng trong gi  vai trò chính trong qt hô h p mô ữ ấ bào và t o sinh ATP nên ch a nhi u enzyme ÔXHK, các protein v/c ạ ứ ề

e­, các ATP­synthetase, vv  Màng myelin ­  gi  vai trò nh  màng ữ ư cách đi n bao quanh các neuron TK (ch  y u gi  n/v  cách ly đ  ệ ủ ế ữ ụ ể

s  d n truy n xung TK đự ẫ ề ược thu n l i) ậ ợ → không c n nhi u protein ầ ề (18%), mà lượng lipid r t cao (79%).ấ

S  s p x p các nhóm lipid có s  khác bi t gi a các lo i màng ự ắ ế ự ệ ữ ạ

v i ch c năng sinh h c khác nhau (b ng 9.2)ớ ứ ọ ả

PC là phospholipid chính   màng TB đv t,  PE là lipid chính   màng VSV;  ở ậ ở

 Cholesterol, SM và PC không có   màng VSV ở

  màng  h ng  c u:  lá 

ngoài ch a ch  y u PC ứ ủ ế

và SM, lá trong ch a PE ứ

và PS; nhóm PI phân b  ố nhi u   lá trong. ề ở

Glycolipid  thường  luôn 

g n    m t  ngoài  c a ắ ở ặ ủ màng đ  thu n ti n cho ể ậ ệ ch/năng  sinh  h c  c a ọ ủ chúng (VD v i vai trò là ớ nhóm  ch   đ nh  kháng ỉ ị nguyên tính)

Gi a hai lá c a c u trúc l p kép màng sinh h c cũng không ữ ủ ấ ớ ọ

đ ng đ u v  thành ph n phospholipid ồ ề ề ầ

Vai trò ch  y u c a các lipid là t o m t l p ngăn chia  ủ ế ủ ạ ộ ớ

mt  TB  v i  mt  n ớ ướ c  bao  quanh,  nh ng  t i  sao  l i  c n  ư ạ ạ ầ

đ n nhi u lo i khác nhau nh  v y? ế ề ạ ư ậ

  Ch c  năng  c   th   c a  t ng  lo i  phospholipid,  ứ ụ ể ủ ừ ạ sphingolipid  màng  vv   còn  ph i  đ ả ượ c  nghiên c u, tìm  ứ

hi u thêm ể

T i sao các lipid d  t o thành màng?  ạ ễ ạ

­ Các ph/t  lipid l ng tính:  có ph n “đ u” phân c c, mang đ/tích ử ưỡ ầ ầ ự

âm (t  g c phosphate) ho c dừ ố ặ ương (t  nhóm amin) và ph n “đuôi” ừ ầ hydrocarbon dài không phân c c, k  nự ỵ ước. 

­ Trong mt n c : ho c phân b  thành m t l p đ n phân t  trên b  ướ ặ ố ộ ớ ơ ử ề

m t dung d ch nặ ị ước; ho c n u có n ng đ  cao h n, t o thành các ặ ế ồ ộ ơ ạ

h t mixen hay các b c có màng hai l p (vesicle). Y u t  chi ph i quá ạ ọ ớ ế ố ố trình này là n ng đ  t i thi u t o mixen. ồ ộ ố ể ạ

­ Phân b  c a lipid trong các tr ng thái k t t    môi trố ủ ạ ế ụ ở ường nước: 

đ u phân c c hầ ự ướng v  phía nề ước; đuôi không phân c c (k  nự ỵ ước) 

hướng lên phía không khí (n u là màng đ n phân c c trên m t dung ế ơ ự ặ

d ch) ho c hị ặ ướng vào bên trong h t mixen, n i không có nạ ơ ước, ho c ặ

“đuôi” hydrocarbon c a hai lá cùng hủ ướng vào nhau, đ u phân c c ầ ự quay ra ngoài, n u là màng hai l p – bilayer (Hình bên). ế ớ

Trong mt nước, phospholipid t o nên nh ng c u trúc khác nhau, m i ph/t  ạ ữ ấ ỗ ử

được  tượng  tr ng  b ng  đ u  a  nư ằ ầ ư ước  và  đuôi  k   nỵ ước  do  chu i ỗ

hydrocarbon t  g c axit béo t o nên.   m t ti p giáp nừ ố ạ Ở ặ ế ước và không khí  phospholipid t o thành màng m ng đ n phân t  (a). Khi màng này đã bão ạ ỏ ơ ử

hoà ph n phospholipid còn l i trong dung môi s  t o mixen (b) ho c các các ầ ạ ẽ ạ ặ

túi b c màng kép (c).ọ