CẤU TRÚC VÀ CHỨC PHẬN MÀNG SINH CHẤT TẾ BÀO HỌC VIỆN QUÂN Y BỘ MÔN SINH HỌC VÀ DI TRUYỀN Y HỌC

KHÁI NIỆM MÀNG SINH CHẤT TẾ BÀO Màng sinh chất tế bào là màng bao quanh khối tế bào chất của tế bào, ngăn cách tế bào với môi trường ngoại bào, thực hiện sự trao đổi vật chất và thông t

CẤU TRÚC VÀ CHỨC PHẬN MÀNG SINH CHẤT TẾ BÀO

HỌC VIỆN QUÂN Y

BỘ MÔN SINH HỌC VÀ DI TRUYỀN Y HỌC

BÀI 5

MỤC TIÊU HỌC TẬP

1.Trình bày và vẽ đƣợc mô hình cấu trúc màng sinh chất theo S.J Singer và G Nicolson

2 Nêu đƣợc chức phận của màng sinh chất

3 Trình bày đƣợc các hình thức trao đổi chất qua màng sinh chất

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG, BM SINH

HỌC, HVQY Tr 42-58

2 SINH HỌC, BYT, NXBGD, 2010

1 KHÁI NIỆM MÀNG SINH CHẤT

TẾ BÀO

Màng sinh chất tế bào là màng bao quanh khối tế bào chất của tế bào, ngăn cách tế bào với môi trường ngoại bào, thực hiện sự trao đổi vật chất và thông tin giữa tế bào với môi trường

Màng sinh chất tế bào có tính thấm chọn lọc: cho chất này đi qua mà không cho chất khác đi qua

Một số mô hình cấu trúc màng:

Mô hình Robertsion, 1958

8

2.1.Cấu trúc màng sinh chất (theo mô hình khảm lỏng)

2.1.1.Tầng kép phospholipid

2.1.2 Các loại protein màng

2.1.3 Mạng lưới sợi nâng đỡ

2.1.1.Tầng kép phospholipid

• Là tổ chức cơ bản của màng

• Gồm hai lớp phân tử phospholipid xếp song song quay cực kỵ nước vào trung tâm và quay cực ưa nước ra hai phía bề mặt trong và

ngoài của màng sinh chất

• Mỗi phân tử phospholipid được cấu tạo từ hai thành phần chính:

• Có tính phân cực (Flash) 10

2.1.1.Tầng kép phospholipid

Các phân tử phospholipid

có khả năng chuyển động đổi chỗ cho nhau sang bên hoặc từ lớp này sang lớp kia tạo lên tính “động” của màng sinh chất

Tính động của màng

(a) chuyển động của các phân tử

phospholipit: chuyển động bên, chuyển động theo kiểu “búng”-

“tõm”

(b) tính động của màng

(c) các phân tử cholesterol trong màng

ở tế bào động vật

2.1.1.Tầng kép phospholipid

• Hàm lƣợng lipid trong màng thay đổi trung bình khoảng 50% (25%-75%)

• Ngoài ra ở tế bào động vật còn có cholesterol, chiếm 25-30% Khi tỷ lệ phospholipid/cholesterol cao, màng có tính mềm dẻo cao và ngƣợc lại, màng kém tính mềm dẻo do giảm tính động của màng (vữa xơ động mạch)

Phospholipid và sự hòa nhập tế bào

Hoà nhập màng và ứng dụng

2.1.2 Các loại protein màng

Có hai nhóm protein màng chính là protein xuyên màng và protein ngoại vi Phần phân cực gắn với

phospholipid

16

Hình 3: Một số loại protein màng tế bào

1-4: Một số dạng protein xuyên màng đơn

kênh; 5: Protein xuyên màng đa kênh;

6, 7, 8: Protein ngoại vi

PROTEIN XUYÊN MÀNG

ĐA XOẮN VÀ ĐƠN XOẮN

18

PROTEIN XUYÊN

MÀNG DẠNG LỖ

PROTEIN NGOẠI VI

KIỂU BUỘC NEO

2.1.3 Mạng lưới sợi nâng đỡ

20

2.1.4 Carbohydrat bên ngoài màng

5 protein kết dính tế bào-tế bào

6 gắn với khung xương tế bào

CHỨC NĂNG PROTEIN MÀNG

24

MỘT SỐ KHÁNG NGUYÊN NHÓM MÁU

- Liên kết tự nhiên với các tế bào khác

- Hoạt động của enzym trên bề mặt màng

26

4 CÁC HÌNH THỨC TRAO ĐỔI CHẤT

CƠ BẢN QUA MÀNG SINH CHẤT

4.1 Trao đổi chất thụ động

4.2 Trao đổi chất chủ động

4.1 Trao đổi chất thụ động

Trao đổi thụ động là quá trình trao đổi vật chất diễn ra qua màng tế bào tuân theo các quy luật khuếch tán và thẩm thấu,

không cần năng lƣợng

4.1.1 Sự khuyếch tán

4.1.2 Sự thẩm thấu

VD: Các phân tử tan trong lipid: oxy, dioxid carbon, nitơ, steroid, vitamin tan

30

CÁC PHÂN TỬ KHUYẾCH TÁN ĐƠN THUẦN

1 Oxy – không phân

4.1.1.2 Khuyếch tán nhanh nhờ chất mang (carrier facilitated diffusion)

• Nhiều phân tử phân cực và ion bị cản trở bởi

tầng kép phospholipid lại khuyếch tán thụ động đƣợc qua màng với sự trợ giúp của protein chất mang xuyên màng

• Một số ion ion (Ca 2+ , Cl-, HCO3-), urê, glucose, fructose, galactose và một số vitamin không có khả năng tan trong lipid

TRAO ĐỔI CHẤT THỤ ĐỘNG

Khuyếch tán chọn lọc : protein xuyên màng cho phép tế bào vận chuyển chọn lọc các phân tử qua màng nhờ:

Protein kênh (Channel protein) có cực

bên trong cho phép các phân tử phân cực

đi qua

Protein mang (Carrier protein) gắn vào

phân tử đặc hiệu thúc đẩy phân tử này đi qua màng

TRAO ĐỔI CHẤT THỤ ĐỘNG

Protein kênh bao gồm:

- Kênh ion (ion channel) cho phép các

ion đi qua màng (nguyên tử hoặc phân tử tích điện) liên kết với nước

- Kênh cửa (gated channel) đóng mở đáp ứng với kích thích

- Kích thích hóa học hoặc kích thích điện

• Protein kênh gồm kênh cửa và kênh ion

– Cho phép các phân tử đặc hiệu hoặc ion khuyếch tán qua màng

EXTRACELLULAR FLUID

Channel protein

Solute

CYTOPLASM

(a)

• Protein mang

– Liên tục thay đổi hình dạng- rồi lại trở về dạng ban đầu, gắn và vận chuyển các phân tử

36

Những protein mang không xuyên màng

Chúng gắn và kéo các các phân tử rồi nhả ra ở

phía dối diện

KHUYẾCH TÁN NHANH

NHỜ CHẤT MANG

• Phân tử lớn phân cực như: glucose và amino

acid , không thể tự đi qua màng

• Những phân tử này qua màng nhờ kênh

protein Khuyếch tán qua kênh gọi là khuyếch tán nhanh nhờ chất mang

• Sự vận chuyển vẫn là thụ động , chỉ khác là

các phân tử này đi qua kênh protein thay vì

AS Biology, Cell membranes and

flash

38

Khuyếch tán nhanh nhờ chất mang

Các yếu tố ảnh hưởng đến khuếch tán

40

4.1.2 Sự thẩm thấu

Thẩm thấu là sự vận động của nước qua màng không thấm chất tan theo hướng từ vùng có nồng độ chất hòa tan trong nước thấp hơn đến vùng có nồng độ chất hòa

tan trong nước cao hơn (Flash).

DUNG DỊCH ĐẲNG TRƯƠNG, ƯU

TRƯƠNG, NHƯỢC TRƯƠNG

• Căn cứ vào nồng độ chất hòa tan trong dung dịch

so với nồng độ chất tan trong tế bào mà chia làm

3 loại dung dịch:

• Dung dịch đẳng trương: nồng độ chất tan dịch

ngoại bào bằng nồng độ chất tan nội bào

• Dung dịch ưu trương: nồng độ chất tan dịch ngoại bào lớn hơn nồng độ chất tan dịch nội bào

• Dung dịch nhược trương: nồng độ chất tan dịch

4.2 Trao đổi chất chủ động

4.2.1 Đặc điểm chung

Là sự dẫn truyền chất tan qua màng không phụ

thuộc vào nồng độ chất tan, tiêu tốn năng lƣợng,

thực hiện nhờ các protein vận chuyển của màng

4.2.2 Một số kênh dẫn truyền chủ động

4.2.2.1 Kênh bơm Na+ - K+:

4.2.2.2 Kênh bơm proton

4.2.2.3 Kênh vận chuyển kết hợp

(cotransport)

4.2.2.4 Dẫn truyền các khối vật chất lớn

44

TRAO ĐỔI CHẤT CHỦ ĐỘNG

Bơm (Na + -K + )

-một cơ chế vận chuyển tích cực

-dùng antiporter chuyển 3 Na+ ra khỏi tế

bào và 2 K+ vào trong

-năng lƣợng ATP cần để thay đổi cấu hình protein mang

-ái lực của protein mang với cả Na+ lẫn K+

làm cho nó có thể vận chuyển cả hai loại

ion qua màng (flash)

TRAO ĐỔI CHẤT CHỦ ĐỘNG

Vận chuyển kết hợp

-sử dụng năng lƣợng giải phóng ra khi

một phân tử khuyếch tán qua màng cung cấp năng lƣợng cho vận chuyển tích cực một phân tử khác

- một symporter đƣợc sử dụng là

-glucose-Na+ symporter lấy năng lƣợng từ

46

VẬN CHUYỂN KẾT HỢP NATRI - GLUCOSE

48

VẬN CHUYỂN KẾT HỢP Na + - GLUCOSE

Flash

Hiện tƣợng xuất nhập bào

Là hình thức vận chuyển có sử dụng đến các túi màng sinh chất, có 4 hình thức sau:

bào nuốt vào trong các phần tử lớn nhƣ vi khuẩn, hạt bụi

bào đƣa vào trong các chất hòa tan trong dịch ngoại bào

tƣợng ẩm bào nhƣng cần thụ thể đặc hiệu

NỘI THỰC BÀO

52

UỐNG BÀO

NỘI THỰC BÀO QUA TRUNG GIAN THỤ THỂ

54

NGOẠI XUẤT BÀO

flash