CB_Cell membrane structure and function - part 2 - TV

17-Sep-24 MÀNG TẾ BÀO – Phần 2 PGS. TS. HOÀNG THỊ MỸ NHUNG BỘ MÔN SINH HỌC TẾ BÀO 1 I. MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA VẬN CHUYỂN QUA MÀNG - Lớp lipid kép không thấm các chất hòa tan và các ion - Nồng độ ion ở phía trong và ngoài màng tế bà...

17-Sep-24 MÀNG TẾ BÀO – Phần 2 PGS. TS. HOÀNG THỊ MỸ NHUNG BỘ MÔN SINH HỌC TẾ BÀO 1 I. MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA VẬN CHUYỂN QUA MÀNG - Lớp lipid kép không thấm các chất hòa tan và các ion - Nồng độ ion ở phía trong và ngoài màng tế bào rất khác nhau - Sự khác biệt về nồng độ các ion ở hai phía màng tế bào tạo nên một hiệu điện thế màng - Các protein vận chuyển được chia thành hai loại: Transporter: phương tiện vận chuyển Channels: kênh vận chuyển - Các chất hóa tan được vận chuyển qua màng theo cơ chế chủ động hoặc bị động 2 1  17-Sep-24 1. Lớp lipid kép ngăn cản các chất hòa tan và các ion Figure 12-2 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 3 2. Nồng độ ion ở phía trong và ngoài màng tế bào rất khác nhau Table 12-1 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 4 2  17-Sep-24 3. Sự khác biệt về nồng độ các ion ở hai phía màng tế bào tạo nên một hiệu điện thế màng 5 4. Các protein vận chuyển được chia thành hai loại 6 3  17-Sep-24 4. Các protein vận chuyển được chia thành hai loại Sự khác biệt cơ bản giữa hai loại protein vận chuyển là cách mà chúng phân biệt các loại chất tan khác nhau 7 5. Các chất hóa tan được vận chuyển qua màng theo cơ chế chủ động hoặc bị động 8 4  17-Sep-24 Vận chuyển bị động Vận chuyển chủ động Các phân tử được vận Sự vận chuyển của chuyển qua màng ngược Nguyên liệu được vận nguyên liệu được thực với gradient nồng độ chuyển theo gradient copyright hiện cmassengale theo gradient nồng bằng các protein vận nồng độ của chúng qua độ bởi các protein vận chuyển và phải sử dụng lớp lipid kép chuyển năng lượng 9 9 Vận chuyển bị động Khuếch tán đơn giản ❖ Không đòi hỏi năng lượng ❖ Vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp ❖ Ví dụ: Ôxy và nước khuếch tán vào tế bào và CO2 khuếch tán ra khỏi tế Nguyên liệu được vận bào chuyển theo gradient nồng độ của chúng qua lớp lipid kép 10 5  17-Sep-24 Vận chuyển bị động Khuếch tán có điều kiện ❖Không đòi hỏi năng lượng ❖ Sử dụng các protein vận chuyển để vận chuyển chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp Ví dụ: Glucose hoặc các axit amin vận chuyển từ máu vào tế bào. Sự vận chuyển của nguyên liệu được thực hiện theo gradient nồng độ bởi các protein vận chuyển 11 Vận chuyển bị động Gradient nồng độ và các lực điện từ điều khiển sự vận chuyển qua màng Gradient điện hóa (Electrochemical gradients): Lực điều khiển một chất tan tích điện qua màng sẽ dựa trên hai lực thành phần: gradient nồng độ và điện thế màng. Figure 12-6 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 12 6  17-Sep-24 Vận chuyển bị động Gradient điện Na+ K+ hóa: lực điều khiển chiều hướng vận chuyển thụ động Figure 12-7 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 13 KHUẾCH TÁN CÓ ĐIỀU KIỆN Các phân tử di chuyển qua các kênh protein trên màng 14 7  17-Sep-24 Các phân liên kết với các protein vận chuyển trên màng trong quá trình vận chuyển 15 15 THẨM THẤU Sự khuếch tán của nước Khuếch tán quan màng qua màng Di chuyển từ nơi có thế nước CAO (nồng độ chất tan thấp) đến nơi có thế Màng bán nước THẤP (nồng độ thấm chất tan cao) 16 8  17-Sep-24 AQUAPORINS Kênh vận chuyển nước Được sử dụng trong quá trình thẩm thấu 17 Vận chuyển chủ động ❖ Đòi hỏi năng lượng ❖ Vận chuyển vật chất từ nơi có nồng độ THẤP đến nơi có nồng độ CAO ❖ Vận chuyển ngược gradient nồng độ Các phân tử được vận chuyển qua màng ngược với gradient nồng độ bằng các protein vận chuyển và phải sử dụng năng lượng 18 9  17-Sep-24 Vận chuyển chủ động Sự vận chuyển chủ động vận chuyển chất ngược với gradient điện hóa Vận chuyển chủ động có ba cách chính: vận chuyển cặp đôi, vận chuyển nhờ năng lượng ATP và vận chuyển nhờ quang năng Figure 12-8 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 19 II. Các protein vận chuyển - Được dùng để vận chuyển hầu hết các chất hữu cơ qua màng - Có tính chọn lọc cao, thường chỉ vận chuyển một loại phân tử - Mỗi màng tế bào chứa một bộ các protein mang đặc trưng Các dạng vận chuyển: Đơn vận Đồng vận Đối vận 20 10  17-Sep-24 21 Mỗi màng tế bào có thể sở hữu một bộ protein vận chuyển riêng Figure 12-5 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 22 11  17-Sep-24 Vận chuyển glucose Glucose được vận chuyển thụ động vào tế bào nhờ các protein vận chuyển theo gradient nồng độ Although passive, the transport of glucose is highly selective: the binding sites in the glucose transporter bind only D-glucose, and not even L-glucose 23 Vận chuyển Na+/K+ Các tế bào động vật sử dụng năng lương từ quá trình thủy phân ATP để bơm Na+ ra và thu nhận K+ (Na+-K+ pump) Figure 12-9 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 24 12  17-Sep-24 Bơm Na+-K+ được điều khiển bởi sự bổ sung tạm thời một gốc photphate Figure 12-11 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 25 26 13  17-Sep-24 Các protein vận chuyển cặp đôi Sự vận chuyển thuận chiều năng lượng của một chất tan sẽ cung cấp năng lượng cho sự vận chuyển ngược chiều của chất còn lại Figure 12-16 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 27 Na+ outside the cell is like water behind a high dam Figure 12-10 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 28 14  17-Sep-24 Vận chuyển cặp đôi glucose/Na+ Các tế bào động vật sử dụng gradient Na+ để vận chuyển glucose một cách chủ động vào tế bào Figure 12-17 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 29 III. Các kênh vận chuyển ion và điện thế màng Các kênh vận chuyển ion được đặc trưng bởi: ❖ Sự chọn lọc các ion (ion selesctivity) ❖ Tín hiệu để mở kênh (gated) 30 15  17-Sep-24 ▪ Kênh chọn lọc các ion dựa trên 3 yếu tố: ✓kích thước ✓hình dạng ✓điện tích 31 Điện thế màng được điều chỉnh bởi sự vận chuyển của ion qua màng 32 16  17-Sep-24 Các kênh ion được phân loại phụ thuộc vào tín hiệu kích thích mở kênh: Figure 12-25 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 33 Các kênh ion chuyển đổi trạng thái đóng mở một cách ngẫu nhiên, chứ không liên tục duy trì một trạng thái Figure 12-21 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 34 17  17-Sep-24 Kênh ion điều khiển bởi tác động cơ học trên các tế bào lông thính giác (auditory hair cells) giúp ta có thể nghe được 35 18