их білків, функції яких не встановлені.
.3 Вуглеводи біологічних мембран
Вуглеводи в біологічних мембранах знаходяться в з'єднанні з білками (глікопротеїни) і ліпідами (гліколіпіди). Вуглеводні ланцюги білків представляють собою оліго- або полісахаридні структури, до складу яких входять глюкоза, галактоза, нейрамінової кислота, фукоза і манноза. Вуглеводні компоненти біологічних мембран відкриваються в основному в позаклітинне середовище, утворюючи на поверхні клітинних мембран безліч гіллястих утворень, які є фрагментами гликолипидов або глікопротеїдів. Їх функції пов'язані з контролем за міжклітинним взаємодією, підтриманням імунного статусу клітини, забезпеченням стабільності білкових молекул в біологічній мембрані. Багато рецепторні білки містять вуглеводні компоненти. Прикладом можуть служити антигенні детермінанти груп крові, представлені гліколіпідами і глікопротеїнами.
3. Властивості (функції) біологічних мембран
.1 Бар'єрна функція
Для клітин і субклітинних частинок біологічні мембран служать механічним бар'єром, що відділяє їх від зовнішнього простору. Функціонування клітини часто пов'язане з наявністю значних механічних градієнтів на її поверхні переважно внаслідок осмотичного і гідростатичного тиску. Основне навантаження в цьому випадку несе клітинна стінка, головними структурними елементами якої у вищих рослин є целюлоза, пектин та екстепін, а у бактерій - муреин (складний полісахарид-пептид). У клітинах тварин необхідність у твердій оболонці відсутня. Деяку жорсткість цим клітинам додають особливі білкові структури цитоплазми, що примикають до внутрішньої поверхні плазматичної мембрани.
.2 Перенесення речовин
Перенесення речовин через біологічні мембрани сполучений з такими найважливішими біологічними явищами, як внутрішньоклітинний гомеостаз іонів, біоелектричні потенціали, збудження і проведення нервового імпульсу, запасання і трансформація енергії тощо.
. Розрізняють пасивний і активний транспорт (перенесення) нейтральних молекул, води та іонів через біологічні мембрани.
Пасивний транспорт не пов'язаний з витратами енергії, він здійснюється шляхом дифузії по концентраційним, електричним або гідростатичним градієнтам (різницею показників по обидва боки мембрани).
Активний транспорт здійснюється проти градієнтів, пов'язаний з витратою енергії (переважно енергії гідролізу АТФ) і пов'язаний з роботою спеціалізованих мембранних систем (мембранних насосів). Розрізняють декілька видів транспорту. Якщо речовина транспортується через мембрану незалежно від наявності і перенесення інших сполук, то такий вид транспорту називають юніпортом. Якщо перенесення однієї речовини пов'язаний з транспортом іншого, то говорять про котранспорт, причому односпрямований перенесення називається симпорта, а протилежно спрямований - антипорта. В особливу групу виділяють перенесення речовин шляхом екзо- і піноцитозу.
Пасивний перенос може здійснюватися шляхом простої дифузії через ліпідний бішари мембрани, а також через спеціалізовані освіти - канали. Шляхом дифузії через мембрану проникають у клітину незаряджені молекули, добре розчинні у ліпідах, в т.ч. багато отрути і лікарські засоби, а також кисень і вуглекислий газ. Канали являють собою ліпопротеїнових структури, що пронизують мембрани. Вони служать для переносу певних іонів і можуть перебувати у відкритому чи закритому стані. Провідність каналу залежить від мембранного потенціалу, що відіграє важливу роль у механізмі генерації та проведення нервового імпульсу.
У ряді випадків перенесення речовини збігається з напрямком градієнта, але істотно перевершує за швидкістю просту дифузію.
Цей процес називають полегшеною дифузією; він відбувається за участю білків-переносників. Процес полегшеної дифузії не потребує енергії. Цим способом транспортуються цукру, амінокислоти, азотисті основи. Такий процес відбувається, наприклад, при всмоктуванні цукрів з просвіту кишечника клітинами епітелію.
Перенесення молекул та іонів проти електрохімічного градієнта (активний транспорт) пов'язаний зі значними витратами енергії. Часто градієнти досягають великих величин. наприклад, концентраційний градієнт водневих іонів на плазматичній мембрані клітин слизової оболонки шлунка становить 10 6, градієнт концентрації іонів кальцію на мембрані саркоплазматичного ретикулуму - 10 4, при цьому потоки іонів проти градієнта значні. У результаті витрати енергії на транспортні процеси досягають, наприклад, у людини, більше третини всієї енергії метаболізму. У плазматичних мембранах клітин різних органів виявлено системи активного транспорту іонів...
