Bài thuyết trình: Màng tế bào - Quá trình vận chuyển qua màng có kết cấu gồm 2 phần. Phần 1 trình bày những đặc điểm cơ bản của màng tế bào. Phần 2 trình bày quá trình vận chuyển qua màng tế bào. Mời bạn đọc tham khảo.
L/O/G/O
www.themegallery.com
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
TÍNH ĐA DẠNG VÀ BẤT ĐỐI XỨNG
CHỨC NĂNG CHUNG CỦA MÀNG TẾ BÀO
CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA MÀNG
CÁC MÔ HÌNH CẤU TRÚC CỦA MÀNG
www.themegallery.com
Robert Hooke
Nageli
Pfefer
Anthoni Van Leeuwenhoek
1880
1655
1674
Cuối XIX
- Tế bào là những
- Chế tạo ra kính hiển vi
- Tính thấm có
- Màng sinh chất
chọn lọc
khoang nhỏ chứa
- Đưa ra khái niệm về
- Hàng rào vạn năng trừ
đầy đủ bào quan
đơn bào và đa bào
nước, chất điện li, muối,
đảm bảo cho sự
chất khoáng được chọn
sống.
lọc khó khăn
www.themegallery.com
Overton
Robertson
Danielle và Davson
Singer và Nicolson
1959
1889
1935
1972
- Chất không phân
- Màng cấu tạo bằng lớp
- Mô hình “màng
- Mô hình “màng khảm
cực qua dễ, chất
lipid kép
đơn vị”
lỏng”
phân cực qua khó
- Vài chục đến vài trăm
- Kỹ thuật “Bẻ vỡ lạnh”
- Có bản chất là lipid
nm
của Branton
- Brersher chứng minh
có các protein xuyên
màng
www.themegallery.com
Đa dạng về thành phần
cấu trúc, chức năng
Phụ thuộc loại tế bào,
sinh vật, kiểu bào quan
- Cấu trúc dạng bản
- Chủ yếu là lipid và protein
- Dày khoảng 60 – 100nm
- Tỷ lệ khối lượng từ 1:4 – 4:1
- Hình thành ranh giới khép kín giữa các khoang
- Chứa các hydratcarbon liên kết với các lipid và protein
www.themegallery.com
Màng tế bào
- Các lipid m{ng l{ những ph}n tử tương đối nhỏ, 1/2 ưa nước v{ 1/2 kỵ nước.
- Những lipid n{y sẽ hình th{nh các tấm lipid kép trong môi trường nước, đ}y là
h{ng r{o ngăn cản c|c ph}n tử ph}n cực vượt qua.
- C|c protein đặc hiệu tạo nên c|c chức năng chuyên biệt của m{ng. Đóng vai trò
l{ c|c bơm, kênh, thụ thể, c|c bộ m|y chuyển đổi năng lượng v{ c|c enzym.
- Được gắn v{o lớp lipid kép, tạo ra môi trường hoạt động thích hợp
- Th{nh phần protein v{ c|c ph}n tử lipid được néo v{o nhau bởi nhiều tương
t|c không cộng ho| trị, chúng mang tính hợp t|c.
- Đó l{ tương t|c kị nước, tương t|c ion, liên kết hyđro, lực Van de Waals.
www.themegallery.com
- Màng không đối xứng, hai bề mặt của một m{ng sinh chất thường kh|c nhau
về th{nh phần v{ tính chất của c|c ph}n tử lipid v{ protein.
- M{ng l{ c|c cấu trúc lỏng. C|c ph}n tử lipid v{ c|c protein khuếch t|n nhanh
chóng trong mặt phẳng của m{ng, trừ khi chúng bị neo bởi c|c tương t|c đặc
hiệu, đôi khi chúng cũng có thể quay ngược lại qua m{ng.
- M{ng được coi l{ dung dịch hai chiều của c|c protein v{ lipid có định hướng
- Hầu hết c|c m{ng đều ph}n cực về điện
-
- Điện thế m{ng đóng vai trò rất quan trọng trong việc vận chuyển, chuyển ho|
năng lượng, v{ đặc tính dễ bị kích thích.
www.themegallery.com
1. Duy trì hình dạng tế bào, che chắn và bảo vệ tế bào.
2. Tham gia vào quá trình phân chia tế bào.
3. Tham gia vào phản ứng kết dính, màng tế bào có vai trò
nhận biết và thực hiện chức năng tương tác giữa các tế bào.
4. Chức năng enzym: Các enzym trong hệ thống enzym gắn
mỏ neo vào màng (màng ti thể, màng lục lạp) tạo ra các phản
ứng năng lượng trên màng và truyền năng lượng.
5. Tham gia truyền tín hiệu quang hoá và tín hiệu điều hoà
trao đổi chất
www.themegallery.com
6. Giám sát đ|p ứng miễn dịch: Trên bề mặt màng có vô số thụ
thể và các phân tử biệt hóa để nhận biết và kiểm soát miễn dịch.
7. Vận chuyển các phân tử nhỏ và phân tử lớn qua màng.
- Vận chuyển đại phân tử bằng các cơ chế nuốt và nhập bào.
- Vận chuyển các ion qua màng (K+, Na+, Ca2+) bằng cơ chế
bơm ion.
8. Truyền tín hiệu giữa các tế bào và tương tác giữa các tế bào
như tín hiệu đ|p ứng miễn dịch: Sự trình diện kháng nguyên, sự
hoạt hoá và biệt hoá tế bào bằng các Cytokin v.v…
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Phosphatidylcholine
www.themegallery.com
Từng phân tử phospholipid có thể quay
xung quanh chính trục của mình và đổi chỗ
cho các phân tử bên cạnh hoặc cùng một
lớp phân tử theo chiều ngang
Chúng còn đổi chỗ cho nhau tại 2 lớp
phân tử đối diện nhau (cử động flip-flop
so với sự đổi chỗ theo chiều ngang.
hay cử động bập bênh) và rất hiếm xảy ra
Khi đổi chỗ sang lớp màng đối diện, các phospholipid phải cho phần đầu ưa
nước vượt qua lớp tiếp giáp kị nước giữa 2 lá màng, nên có sự can thiệp của
www.themegallery.com
một hoặc một số protein màng.
www.themegallery.com
Cholesterol: là loại phân tử lipid nằm
xen kẽ phospholipid và rải rác trong 2 lớp
màng.
của màng và màng tế bào là loại màng sinh
- Chiếm từ 20 – 30 % thành phần lipid
chất có tỉ lệ cholesterol cao nhất.
cứng và bớt tính lỏng linh động.
Tỉ lệ cholesterol càng cao thì màng càng
Thành phần còn lại của lipid là
nước (khoảng 2%)
www.themegallery.com
glycolipid (khoảng 18%) và acid béo kỵ
Dạng hình cầu hấp thụ trên bề mặt
ranh giới của 2 pha lipid và protein,
hoạt tính enzym của màng phụ
thuộc vào protein này.
Dạng sợi cùng với phospholipid giữ
vai trò chủ yếu cấu tạo nên màng,
làm cho nó có tính đ{n hồi cao và
mềm dẻo về mặt cơ học.
www.themegallery.com
động vật, chúng có vai trò trong
Polysaccharide có ở màng tế bào
việc xác định tính kháng nguyên
www.themegallery.com
của bề mặt tế bào.
protein, nó có nhiệm vụ giữ sự ổn
Oligosaccharide mọc trên các đảo
định cấu trúc màng.
lipid và protein để
tạo nên
Ngoài ra các glucid kết hợp với
www.themegallery.com
glycoprotein và glycolipid.
+ Dạng các ion liên kết cố định với cấu trúc màng, quan trọng nhất là
Ca++, ngoài ra có Mg++, K+, Na+.
+ Dạng các ion tự do di chuyển qua màng, hoặc tham gia vào các quá
trình trao đổi chất xảy ra trong thành phần cấu trúc màng.
là nước liên kết với lipoprotein, phần nước này không bị mất đi ngay khi ta sấy
+ Nước tồn tại 2 dạng: tự do và liên kết. Nước liên kết quan trong nhất
www.themegallery.com
khô tế bào.
- Năm 1935, Davson – Danielli xây dựng mô
- Cơ sở cấu trúc màng bao gồm 2 lớp phân
hình cấu trúc màng đầu tiên
tử phospholipid
- Có một lớp phân tử protein hình cầu
- Các protein tương tác với môi trường
www.themegallery.com
nước xung quanh và phần hữu cực của lipid
- Giải thích được tính đ{n hồi, tính bền
vững, tính thấm có chọn lọc của màng đối
mối quan hệ của protein với các lỗ cực.
với lipid và các chất hòa tan trong lipid,
- Hai ông cho rằng ở 2 phía của màng được
điện tích bao bọc bởi protein sẽ cho phép
bao bọc bởi protein, trong khi các lỗ mang
các phân tử nhỏ và một số ion đi qua
www.themegallery.com
màng.
- Năm 1972, Singer – Nicolson đưa ra mô hình khảm lỏng
- Chấp nhận quan điểm về lớp kép phospholipid định hướng nhưng sự
sắp xếp protein hoàn toàn khác mô hình của Davson – Danielli
Thay vì bao bọc lấy phía ngoài màng thì hàng loạt protein đặc hiệu
thâm nhập sâu vào trong màng để làm cầu nối cho hàng loạt các chức năng
cơ bản của màng.
+ Các protein nằm ở mặt ngoài (protein ngoại biên) thì khác với
protein nằm ở mặt trong, một số màng hoàn toàn không có protein ngoại
biên.
www.themegallery.com
- Các protein định vị một phần hoặc hoàn toàn nằm trong lớp kép
phospholipid (nội protein), có những vị trí như sau:
+ Một số nằm hoàn toàn trong lớp kép phospholipid.
+ Một số khác có một phần đi qua bề mặt màng.
+ Một số khác có một nửa nằm ngoài lớp kép phospholipid, nữa
khác nằm ở nửa trong lớp kép phospholipid.
Lớp kép phospholipid tạo nên phần chính của màng. Trong màng
nguyên sinh chất ở các cơ thể bậc cao, ngoài phospholipid, còn có
cholesterol.
www.themegallery.com
www.themegallery.com
- Cấu trúc của màng không có tính ổn định.
- Các phân tử lipid có thể di chuyển dọc theo màng.
- Tính linh hoạt lớn nhất của phospholipid là ở những màng có hàm
lượng phospholipid không no cao và ở những màng không chứa
cholesterol. Khi có cholesterol, nó sẽ gắn với phospholipid bên cạnh và
liên kết chúng lại với nhau làm giảm tính linh hoạt của chúng.
- Các protein cũng có thể chuyển động, nhưng chậm hơn nhiều so
với phospholipid. Có một số loại protein của màng bị gắn chặt vào một
chỗ, do đó sẽ làm hạn chế tính linh hoạt của màng
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Vận chuyển Vận chuyển
Vận chuyển
các chất
qua màng
www.themegallery.com
Khái niệm: Khuyếch tán là sự chuyển động của các phân tử theo cách tự
sinh, hay thụ động từ nơi có nồng độ cao về nơi có nồng độ thấp hơn và
hướng tới các trạng thái cân bằng.
www.themegallery.com
Nguyên tắc: Một chất khuếch tán
xuống khuynh độ nồng độ của nó cho
tới khi đạt trạng thái cân bằng.
- Hai hay nhiều chất khuếch tán
theo cách độc lập nhau, mỗi chất
khuếch tán xuống khuynh độ nồng độ
riêng của nó.
- Ở cân bằng, các phân tử tiếp tục
thay đổi thực về nồng độ của một chất,
cử động qua lại, nhưng không có sự
www.themegallery.com
ở một trong hai ngăn.
Khái niệm: là sự khuếch tán của các phân tử nước qua một màng có
tính thấm chọn lọc.
www.themegallery.com
Cmt = Ctb
Cmt > Ctb
Cmt < Ctb
www.themegallery.com
Khái niệm: Là quá trình giúp một phân tử qua màng dễ hơn,
xuống một khuynh độ nồng độ (cơ chế thụ động), nhờ một protein
màng (chất vận chuyển hay kênh)
Tính chất:
- Chuyên biệt.
- Tốc độ vận chuyển rất nhanh và có một mức bão hòa.
- Chất hòa tan đi xuống không trực tiếp sử dụng năng lượng tế
bào.
www.themegallery.com
Khi nhận biết và cố định chất hòa
tan, các protein chuyển các chất
này qua màng bằng nhiều cách
như biến đổi hình thể, quay hay
con thoi.
www.themegallery.com
Cơ chế chung
- Protein ở trạng thái sẵn sàng.
- Protein nhận phân tử chất hòa tan qua màng.
- Protein đưa phân tử chất hòa tan qua màng.
- Protein trở lại trạng thái ban đầu, bắt đầu chu trình vận chuyển
mới
www.themegallery.com
b. Khuếch tán qua kênh:
- Các kênh ion phải đủ lớn để các
phân tử chất tan đi qua.
- Vận tốc cao (So với sự vận
chuyển nhờ chất mang).
- Các kênh có tính chuyên biệt
cao, thường chỉ cho phép vận
chuyển đơn hướng.
www.themegallery.com
Định nghĩa: Sự vận chuyển cần năng lượng có nguồn gốc tế bào,
để chuyển các phân tử hay các ion qua màng ngược với khuynh độ
hóa học hay điện hóa.
Tính chất:
- Chất hòa tan đi ngược khuynh độ điện hóa.
Cần năng lượng.
- Có tính chuyên biệt.
- Tốc độ vận chuyển rất nhanh và có mức bão hòa.
www.themegallery.com
Các protein vận chuyển trực tiếp
nhờ thủy giải ATP chỉ cho 1 chất hòa tan
đi qua màng theo 1 hướng xác định
(bơm H+ ,bơm Ca2+)
Cơ chế: - Chất tan liên kết với
protein vận chuyển.
- Phosphoryl hóa protein.
- Thay đổi hình thể protein.
- Phóng thích chất hòa tan và nhóm
phosphat; Trở lại hình thể ban đầu
www.themegallery.com
Cơ chế: - Chất hòa tan 1 liên kết với
protein.
- Phosphoryl hóa protein.
- Thay đổi hình thể protein.
- Giải phóng chất hòa tan 1, protein
biến đổi hình thể tiếp nhận chất hòa tan 2.
- Loại bỏ nhóm phosphat và chất hòa
tan 2 đi vào tế bào.
- Protein trở lại hình thể ban đầu.
www.themegallery.com
- Trong tế bào luôn có sự phối hợp vận chuyển cùng một lúc 2
chất, quan trọng nhất là đưa glucose vào TB.
- Nồng độ Na+ bên ngoài cao gấp 11 lần, tạo thuận lợi về áp suất
để một số chất có thể đi vào bên trong, nhờ đó chúng kéo theo
glucose cùng qua kênh để vào tế bào. Như vậy năng lượng tự do của
Na+ được sử dụng để khắc phục nồng độ nhỏ bất lợi của glucose.
- Tốc độ vận chuyển của Na+ và glucose quá lớn so với sự giải
thích về chênh lệch nồng độ.
www.themegallery.com
Cơ chế: - Protein quay ra ngoài và
nhận H+.
- Sự kết hợp với H+ làm protein
thay đổi hình thể để nhận chất hòa tan
S bên ngoài màng.
- Sự kết hợp với S làm protein
thay đổi hình thể và phóng thích H+
và S vào trong màng.
- Protein trở lại hình dạng ban đầu
và bắt đầu chu trình mới.
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Quá trình thực bào được chia làm 2 giai đoạn:
- Đầu tiên là tế bào hấp phụ hạt, giữ chặt hạt đó trên bề mặt tế
bào. Giai đoạn này chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố lý hóa như điện
tích bề mặt hoặc tương tác hóa học.
- Giai đoạn 2: là đưa hạt đó vào trong nội bào, giai đoạn này
được xem như là quá trình uốn bề mặt của màng tế bào vào trong để
bao bọc lấy hạt cần đưa vào nội bào.
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Là hiện tượng tạo thành các bóng xuất bào trong tế bào chất từ
mạng lưới nội sinh chất và phức hệ Golgi. Bóng xuất bào được bao
bởi màng và chứa các chất tiết, hoặc các chất thừa mà tế bào không
dùng đến cần bài xuất ra khỏi tế bào
www.themegallery.com
L/O/G/O
www.themegallery.com
