Полисахариды гликокаликса

Содержание
  1. Полисахариды, что это такое – свойства, гидролиз, состав, формулы
  2. Химические свойства полисахаридов
  3. Физические свойства полисахаридов
  4. Отличие и применение наиболее популярных видов
  5. Крахмал
  6. Гликоген
  7. Клетчатка растительная целлюлоза
  8. Гепарин
  9. Пектины
  10. Хитин
  11. Области применения полисахаридов
  12. Использование в области здравоохранения
  13. Применение в пищевой промышленности
  14. Лекция 3. Строение П.А.К
  15. ПЛАЗМАЛЕММА
  16. ГЛИКОКАЛИКС
  17. СОСА
  18.  Тонкие фибриллы
  19. Микрофибриллы
  20. Патологии
  21. Скелетные фибриллы
  22. Микротрубочки
  23. Глюколипиды, классификация, строение и функции / биология
  24. классификация
  25. Glicoglicerolípido
  26. гликосфинголипидов
  27. Glucofosfatidilinositoles
  28. структура
  29. гликоглицеролипиды
  30. Растительные гликолипиды
  31. Бактериальные гликолипиды
  32. функции
  33. ссылки
  34. 2.2. Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития организмов
  35. Любой организм развивается из клетки.
  36. 1.Особенности строения клеток прокариот и эукариот
  37. 2. Клетки эукариот. Строение и функции
  38. 3. Сопоставление прокариотической и эукариотической клеток
  39. По способу питания и строению клеток выделяют  царства:

Полисахариды, что это такое – свойства, гидролиз, состав, формулы

Полисахариды гликокаликса

Все сложные органические вещества делят на 4 группы: полинуклеотиды, жиры, белки, углеводы. К последнему классу относятся полисахариды. Сладость в названии полисахариды не предполагает у большинства из них кулинарное предназначение. Важно понять, какими свойствами – химическими и физическими – обладают эти полигликозы.

Химические свойства полисахаридов

Полисахариды – это сложные молекулярные углеводы, что образуются из остатков моносахаридов, объединенных гликозидной связью. Полисахариды, или гликаны (полигликозаны) продуцируются животными, растениями, человеком. Полигликозиды, или полиацеталии бывают линейными и разветвленными.

Классификация полисахаридов предусматривает подразделение на олигосахариды и полиозиды. Под воздействием высоких температур в кислотной среде осуществляется гидролиз полисахаридов. Появляются олигосахариды вместе с дисахаридами при неполном процессе. При полном – исходные моносахариды, а также их производные. Среди химических свойств этого класса углеводов отмечают:

  • слабые восстановительные свойства полисахаридов;
  • устойчивые свойства к действию щелочей;
  • возможность получать сложные эфиры.

По химической природе среди полисахаридов отмечают гомополисахариды и гетерополисахариды. К широко распространенным представителям гомополисахаридов, состоящих из моновеществ одного вида, относят клетчатку (целлюлозу), крахмал, гликоген. У общей формулы полисахаридов следующий вид: (С6Н10О5)n.

К гетерополисахаридам, или гликозаминогликанам, включающим моносахариды различного типа, относятся хондроитин сульфаты, гепарин, инулин, пектины, камеди.

По функциональному назначению углеводы классифицируют на:

  • структурные полисахариды: хитин, целлюлоза;
  • резервные: животный гликоген, растительный крахмал.

По кислотности среди полиозов отмечают:

  1. Кислые сахара: кислоты – галактуроновая, глюкуроновая, маннуроновая. К представителям относятся пектины, ксантан, альгинаты.
  2. Нейтральные полигликозы: ксиланы, β-глюканы, маннаны.

Какова роль полиголозидов? Функции полисахаридов разнообразны:

РольПримеры полисахаридовПредназначение
ЗапаснаяКрахмал, слизи, гликогенАккумулирование гликанов в тканях
ЭнергетическаяИнулин, гликоген, альгиновые кислоты, крахмалСнабжение человеческого организма биоэнергией
ОпорнаяХондроитинсульфат, целлюлозаОснова костных тканей, целлюлоза необходима при стеблеобразовании
СтруктурнаяХитин, клетчатка, гиалуроновая кислотаВ составе межклеточной субстанции, цементирующие свойства
КонфакторнаяГепарин, искусственные аналогиУменьшение свертываемости крови
ЗащитнаяГепарин, камеди, гиалуроновая кислотаФормирование смазки на клеточной поверхности: желудка, пищевода, трахеи, суставов. Защитные свойства от механических микроповреждений при трении либо вибрации извне, а также проникновения патогенных микроорганизмов.
ГидроосматическаяКислые гетерополимеры, в том числе мукополисахаридыСвойство удержания катионов и жидкости в клетке, создание барьера при влагонакоплении в пространстве между клетками

Частично выработка гликана осуществляется в эпидермисе человека, что замедляет возрастные изменения. Отсюда активное применение в косметологической промышленности полисахаридов.

Физические свойства полисахаридов

Вид полиголосахаридов обуславливает физические свойства. Большинство веществ отличается:

  • белой окраской;
  • формой порошка;
  • большой молекулярной массой;
  • нерастворимостью в спиртах.

Растворимость в воде гликанов видоизменяется. Хитин и клетчатка – полиозиды, которые не растворимы в воде, но разбухают. Вещества агар-агар, пектины, альгиновые кислоты при реакции с водой образуют гели. Получают коллоидные растворы, если активные компоненты – слизи, арабин, амилоза, пектовые кислоты.

Отличие и применение наиболее популярных видов

Полезно понять, какие вещества в составе полисахаридов.

Крахмал

Включает смесь амилопектина (80 %) и амилозы (20 %). Форма молекул амилозы – спираль, в 1 витке насчитывается 6 остатков моносахарида. В структуре амилопектина – ответвления. Этот многокомпонентный углевод синтезируется в растениях в ходе фотосинтеза и запасается в семенах, клубнях либо корешках, злаковых зернах, луковицах.

Характерные свойства биополимера:

  • белый окрас вещества;
  • порошковидная форма;
  • мягкая структура;
  • скрипение при растирании;
  • отсутствие вкуса и запаха.

При разведении вещества холодной водой выпадает осадок. Если нагревают раствор и равномерно помешивают, осуществляется набухание массы, превращение вещества в киселеобразное состояние.
Источники вещества:

  • корнеплоды: картофель;
  • бобовые: горох, фасоль, чечевица;
  • зерновые: рис, кукуруза, овес, пшеница, ячмень.

Чтобы определить присутствие крахмала в продуктах, пользуются йодом: придает этому полисахариду синий оттенок.

Пищевой продукт ценится благодаря усвояемости и насыщению организма энергией. Вещество применяется в быту для подкрахмаливания одежды, наклеивания обоев, в качестве детской присыпки.

В пищевой индустрии из него получают патоку, глюкозу, этиловый спирт. Производство колбасных изделий, кетчупа, майонеза не обходится без крахмала.

Он востребован в текстильной и бумажно-целлюлозной промышленности, фармакологии.

Гликоген

В составе полисахаридов — это крахмал животного происхождения. Вещество обладает ветвистой структурой, походит на амилопектин, однако в цепи гликогена насчитывается до 12 звеньев.

Молекулярная масса вещества достигает 100 млн у. е. Запасной углевод встречается у человека, животных, отдельных бактерий, грибов, дрожжей. Печень и мышцы содержат до 5 и 2 % соответственно.

Основное свойство гликогена — поставлять в кровь глюкозу.

Клетчатка растительная целлюлоза

Для представителя гликанов характерна прочность и эластичность. Составляющая полисахариды — нерастворимая клетчатка формирует скелет растений.

Растительные волокна представляют собой пучок удлиненных нитей из фрагментов глюкозы, которые соединяются водородными связями.

  Особенность этого инертного вещества, не обладающего цветом и запахом, – волокнистое образование, нерастворимость в нейтральной среде. Вещество растворяется в реактиве Швейцера – аммиачном растворе  Cu(ОН)2.

Полисахарид целлюлоза в организме человека впитывает воду и облегчает продвижение отходов по толстому кишечнику. В продуктах питания – это капуста (белокочанная, брюссельская, брокколи). Сюда входят отруби, яблоки, огуречная кожура, морковь. Целлюлоза используется для домашнего скота – коров, коней –  как питательный ингредиент.

Растворимая клетчатка – содержимое растительных клеток в виде студня, что входит в овес, фруктовые, бобовые культуры. Свойство вещества — при контакте с жидкостью становится гелеобразным элементом.

Перевариваемая клетчатка не насыщает энергией, но придает ощущение сытости, предохраняет от перепадов глюкозы в крови. Проникая в толстый кишечник, это вещество расщепляется полезными микроорганизмами, вырабатывает кислоты – масляную, уксусную.

Полисахарид служит натуральным пребиотиком, его свойства отвечают за поддержку кислотного равновесия пищеварения.

Среди растворимой клетчатки отмечают вещества  инулин, пектины, камеди, слизи, гиалуроновую кислоту. У каждого компонента свои характеристики и свойства.

Гепарин

Вещество относится к структурным элементам внутренней оболочки кровеносных сосудов. Накапливается в печени, легких, мышцах. Предохраняет от гемокоагуляции (свертывания крови) человека и животного. У аморфного порошка белый окрас.

Состоит из фрагментов идуроновой и глюкуроновой кислоты, глюкозамина, что соединяются в цепочку при помощи α-гликозидной связи. Вес молекулы гепарина равняется 20 000 у.е. Она насчитывает не одну полисахаридную цепь, которая связывается с ядром белка.

Длина цепей варьируется в диапазоне 3000–40000 Da. В лекарствах составляет 12000–16000 Да.

Химические свойства гетерополисахарида:

  • синтезируется в тучных клетках (базофилах) человека и животных;
  • растворяется в воде;
  • сохраняется при нагревании.

Требуется в организме человека для снижения холестерина в крови, уменьшения АД. Локализуется в печени (на 1 кг веса – 1000 мг). Форма выпуска средства – раствор для инъекций и мазь для наружного применения. Ему присущи антикоагулянтные свойства.

В лечении применяется:

  • для профилактики и терапии тромбоэмболии;
  • при оперативном вмешательстве на сосудах и сердце для предотвращения образования кровяных сгустков в оборудовании для гемодиализа и искусственного кровотока;
  • при анализе крови в медицинских лабораториях;
  • в гематологии при гемотрансфузии (переливании крови).

Пектины

Открытие датируется 1825 годом. В переводе с греческого pectos означает скрутившийся, застывший. К важнейшим мономерам пектинов относят α-галактуроновую кислоту.

Желирующие и клейкие свойства вещества используются в кулинарии. Высоко их содержание в растительном сырье, фруктах. Выпускается в жидкой и порошкообразной форме. Е440 – так маркируют пектин в продуктах.

Для получения этого средства необходим фруктовый либо свекольный жмых. Добавка для консервирования в ответе за срок хранения заготовки.

Отличают пектиновые вещества с различными степенями этерификации:

  • высокой – больше 50 %;
  • низкой – меньше 50 %.

В человеческий организм пектиновые соединения проникают с продуктами питания растительного происхождения.

Пектин вырабатывается в большем количестве во фруктах и овощах при засухе и жаре.

Биологическая роль полисахарида:

  • очистка организма;
  • сохранение бактериального паритета;
  • омолаживающие свойства;
  • нормализация обменных процессов;
  • улучшение гемодинамики и полезной микрофлоры ЖКТ.

Медики полагают: пектиновые медпрепараты помогают оздоровить человека. 15 г ежедневно – норма потребления. Их свойства ценятся в диетпитании: сжигают жир. Поглощение 25 г этого гетерополисахарида из цельных яблок приводит к потере в сутки 300 г жира.

Кондитерские изделия не обходятся без загустителя. Желирующая добавка – составляющая большинства кремов в косметологии. Ценность вещества заключается в следующих свойствах:

  • разглаживание морщинок;
  • повышение впитываемости компонентов в кожный покров;
  • отбеливающее свойство — воздействие на эпидермис;
  • защита от УФ-излучения.

Хитин

Структурные полисахариды представляет хитин. Вещество участвует в формировании скелета членистоногих, насекомых. Входит в состав клеток пивных дрожжей, различных грибов. Полисахарид походит на целлюлозу: у него неразветвленная цепочка фрагментов глюкозы, однако с дополнительными группами.

Свойства хитина используются, чтобы усилить аромат и вкус пищевых продуктов. Востребован в качестве консерванта, улучшает вид еды.

Терапевтические свойства полисахарида:

  • защита от радиации;
  • усиливают свойства медпрепаратов, которые снижают свертываемость и разжижают кровь;
  • блокировка развития новообразований;
  • повышение иммунитета;
  • профилактика сердечно-сосудистых патологий – инсультов, инфарктов;
  • стимуляция роста бифидобактерий;
  • восстановление тканей и органов.

Области применения полисахаридов

Со средины прошлого столетия полигликозаны выпускают для пищевой отрасли и фармакологии. Но ценные свойства полисахаридов нашли применение в других сферах производства:

  • на химзаводах;
  • на текстильных фабриках при изготовлении искусственных материалов;
  • в гидрометаллургической и микробиологической промышленности;
  • при добыче нефти и газа;
  • в ядерной энергетике.

Индустрию красоты трудно представить без полисахаридов — гиалуроновой кислоты и инъекционных методов: мизотерапии, биоревитализации, контурной пластики, редермализации, биоармирования.

Использование в области здравоохранения

Ценятся природные соединения полисахаридов за полезные свойства:

  • повышают устойчивость организма к инфекциям;
  • борются с опухолями.

Полисахариды быстрее заживляют травмы, регенерируют ткани. К тому же уменьшают вред от побочных эффектов лекарственных средств.

Во врачебной практике использование полисахаридов помогает диагностировать сальмонеллез и кандидоз. Декстраны, что вырабатываются отдельными видами микроорганизмов, относятся к заменителям плазмы. Сульфат декстрана применяется для замены гепарина в качестве антикоагулянта. Хондроитинсульфаты входят в состав хондропротекторов, укрепляют хрящи и связки, усиливают подвижность больных суставов.

Востребованы разработки медикаментов, которые содержат хитин – соединение из группы полисахаридов, как наполнитель и действующий компонент. Выпускаются ферментативные средства пролонгированного действия, содержащие декстраны с пониженной аллергичностью. Гликаны – основа при производстве зубных паст.

Полисахариды отвечают за очищение организма от радионуклидов, токсинов. Активизируют работу ЖКТ. Инулин сокращает содержание глюкозы в крови. Показан при диабете и излишнем весе. В хирургии не обойтись без крахмала. Делают специальные повязки, присыпки, обволакивающие лекарственные препараты.

Применение в пищевой промышленности

Популярны гликаны, что добывают из бактерий. Выпуск пищевых пленок предохраняет продукцию от загрязнения, плесени, усыхания, поражения патогенными микроорганизмами. Производятся как стабилизаторы:

  • желе;
  • мороженого;
  • джема;
  • сока;
  • заправок для салатов;
  • сиропа.

Экзополисахариды улучшают качество и свойство пищевых изделий. Добавка в хлеб обеспечивает объем, предохраняет от быстрого зачерствения. Ксантан незаменим в изготовлении молочной продукции.

Полисахариды принадлежат классу органических соединений, применяемых в разных промышленных областях. Многообразие химической природы полисахаридов обуславливает широкий перечень фармакологических свойств и востребованность в косметологии.

Источник: https://vitaminic.ru/nutrienty/polisaxaridy

Лекция 3. Строение П.А.К

Полисахариды гликокаликса
Подробности Обновлено 11.10.2012 23:43 8921

ПАК – это субмембранная система клетки, в которой можно выделить: наружную мембрану или плазмалемму, внутреннею мембрану или гликокаликс, субмембранный опорно-сократительный аппарат.

ПЛАЗМАЛЕММА

занимает центральную часть ПАКа, построена по типичной жидкостно мозаичной модели.

ГЛИКОКАЛИКС

В основном включает в себя углеводный компонент: полисахариды, олигосахариды, гликопротеины, гликолипиды, а также наружные домены интегральных и полуинтегральных и периферических белков.

Гликокаликс выполняет маркерную функцию, функцию индивидуализации, а также способен участвовать в образование клеточных контактов, кроме того, как производное гликокаликса формируется клеточная стенка у растений, а также белки соединительной ткани, например, коллаген и эластин.

Гликокаликс может выполнять ферментативные функции, примером является фермент гидролаза, встроенная в гликокаликс, которая участвует в процессах пристеночного пищеварения.

СОСА

СОСА включает в себя:

  1. периферическую геалоплазму

  2. белки опорно-сократительной системы

периферическая гиалоплазма отличается от основной определенной концентрацией ферментативных комплексов.

Здесь располагаются белки и ферменты, которые способствуют транспорту через мембрану, здесь также локализована фермент аденилатциклаза, которая участвует в работе рецепторных систем вторичных посредников, здесь локализованы ферменты гликолиза.

Кроме того, в периферической гиалоплазме находятся секреторные гранулы, которые способны выводится из клетки после поступления из клетки сигнала.

к белкам опорно-сократительной системы относятся:

  1. тонкие фибриллы

  2. микрофибриллы

  3. скелетные фибриллы

  4. микротрубочки

 Тонкие фибриллы

Первичная структура белков неизвестна, функции неизвестны. Однако выяснено, что тонкие филоменты способны делить клетку на функциональные отсеки или компартменты.

К тонким фибриллам могут прикрепляться ферментативные комплексы, различные органоиды (рибосомы, митохондрии)

Микрофибриллы

Микрофибриллы состоят из белка актина и имеют диаметр примерно 5-7 нм. В клетке актин может существовать в двух вариантах: глобулярный актин или G-актин, фибриллярный или F-актин. При определенных условиях G-актин может полимеризоваться, и приобретать вид двойной спирали.

F-актин нестабилен и его структура стабилизируется другим белком тропомиоезином (это фибриллярный белок, который укладывается на структуру α-спирали и стабилизирует ее. Актиновые фибриллы способны не только к сборке, но и к разборке с разных концов молекул. Сборка и разборка контролируется определенными белками, которые называются кэп-белками.

Актиновые фибриллы могут сшиваться и взаимодействовать между собой при помощи определенных белков. Сшивание молекул может происходит по середине или концами актиновых фибрилл, в результате образуется пучок микрофибрилл, который в зависимости от количества сшивающих белков может быть рыхлым или плотным.

Кроме того к актиновым фибриллам могут якорные белки, при помощи которых фибриллы взаимодействуют с белками плазмолеммы, частично ограничивая их подвижность. в клетке актиновые фибриллы взаимодействуют с белком миозином. Причем выделяется одноголовочный и двуголовочный миозин. Одноголовочный встречается редко , в основном в кардиомиоцитах.

Двуголовочный характерен для всех остальных клеток.

Головки обладают АТФ-азной активностью, это значит, что при расщеплении молекул АТФ головки могут менять свою конформацию. Расщепление молекул АТФ проходит в несколько этапов, причем конформационные изменения головки способны вызывать движения в шарнирной части, если молекула миозина прикреплена головкой к молекуле актина, то движение головки вызывает движение молекулы миозина по актину.

Головка миозина содержит в себе центр связывающий АТФ, а также несколько центров для взаимодействия с актиновыми фибриллами. Находясь в связанном с АТФ состоянии головка миозина не обладает сродством к F-актину. Гидролиз АТФ приводит к тому, что в АТФ-азном центре оказывается комплекс АДФ+Fн.

Образование этого комплекса так изменяет конформацию головки, что она способна связаться с фибриллярным актином. Эта связь приводит к дальнейшему изменению конформации головки, в результате чего АДФ и неорганический фосфат уходят из АТФ-азного центра.

В этот момент наблюдается смещение головки миозина относительно ее стержня, и головка продвигается по F-актину.

В норме в клетки в состав актомиозиновой системы входят не отдельные молекулы миозина, а их функциональные объединения, которые получили название биполярные миозиновые филаменты. В этом случае молекула миозина своими головками прикреплена к разным нитям фибриллярного актина, а хвосты миозина сцеплены.

Особенно сильно АМС развита в клетках поперечноисчерченой мускулатуры. Единицей строения клетки скелетной мускулатуры является сакромер, который ограничен белковыми полосками.

АМС участвует в образование на клетки временных и постоянных выростов. К временным выростам относятся псевдоподии или ложноножки, которые характерны для защитных клеток организма фагоцитов. К постоянным относятся микроворсинки, которые возникают в тонком кишечнике.

Актиновые фибриллы образуют стресс-фибриллы, которые способны удерживать форму клетки при меняющимся астматическом давлении. При делении клеток АМС участвует в формировании пояска деления. Поясок деления необходим для деления цитоплазмы.

Патологии

Обнаружены химические вещества, которые способны влиять на полимеризацию микрофибрилл, например, метаболиты некоторых грибов – цитохалазины способны присоединяться к молекулам G-актина.

Такой комплекс присоединяется к концу микрофибриллы и препятствует ее полимеризации, что приводит к разрушению микрофибриллы. Токсин бледной поганки фаллоидин взаимодействует сразу с F-актином вызывая его суперстабилизацию.

В этом случае F-актин теряет способность к внутриклеточным перестройкам.

Встречаются наследственные патологии, которые обусловлены дефектами актин-связывающих белков, к такой патологии относятся один из видов миодистрофии – миодистрофия Дюшена.

Причиной является патология гена локализованного в Х-хромосоме, поэтому данное заболевание проявляется в основном у мальчиков.

Это мышечная слабость, причем к 8-13 годам они теряют способность ходить, погибают от остановки дыхания.

Скелетные фибриллы

Является универсальным элементом СОСА и представляет собой белковые нити диаметром около 10нм. Характеризуются повышенной устойчивостью к действию химических и физических факторов, поэтому основной функцией является структурная и опорная. Участвуют в формировании цитоскелета клетки, способны поддерживать определенные части клетки, например, длинные отростки нейрона.

В большом количестве встречаются в зоне контактов между клетками. Скелетные фибриллы представляют собой белки различной первичной структуры, но одинаковой третичной и четвертичной. На третичном уровне организации белок скелетные фибриллы представляет собой гомотетромер.

Скелетные фибриллы образуются за счет взаимодействия нескольких гомотетромеров между собой по принципу кирпичной кладки.

Такая структура в длину может расти до бесконечности (в зависимости от размеров клетки), а в ширину не более чем до 8 протофибрилл. Примером белков скелетных фибрилл является белки кератины, которые особенно в большом количестве встречаются в наружных слоях эпидермиса и производных эпидермиса.

Увеличение скелетных фибрилл в клетки приводит к нарушению клеточных функций и, следовательно, к различным патологиям, например, в сердечной мышцы к различным кардиомиодистрофиям, увеличение фибрилл в нейронах головного мозга приводит к различным формам старческого слабоумия.

Увеличение скелетных фибрилл может происходить под действием различных химических факторов, например, алкоголя. Увеличение скелетных фибрилл в клетках печени приводит к циррозу печени у алкоголиков. Увеличение скелетных фибрилл в нейронах приводит к деградации личности.

Первичная структура скелетных фибрилл в клетках различных тканей различна, поэтому скелетные фибриллы можно использовать для диагностики опухолей и на основании диагностики делать вывод является ли данная опухоль первичной, либо это метастаза.

Микротрубочки

Это полые белковые структуры диаметром 22-25нм и шириной примерно 6нм.

Микротрубочки состоят из белков тубулинов. Как правило, с микротрубочками связаны так называемые ассоциативные белки или МАР белки.

В клетке встречаются 3 вида тубулинов α, β, γ, причем основная масса примерно 99% приходится на α и β тубулин. Γ-тубулин в составе микротрубочек не встречается, он располагается в клеточном центре и образует ЦОМТ. Считается, что γ-тубулин необходим для начала сборки микротрубочек.

Тубулины являются ГТФ-связывающими белками, поэтому в присутствии ГТФ и ионов магния α и β тубулины активируются и способны объединятся в стабильные гетеродимеры. Затем в ЦОМТах при наличии ГТФ и магния начинается сборка гетеродимеров, которые реагируют между собой с образованием протофибрилл.

Формируется так называемый тубулиновый коврик, который в длину может расти до бесконечности, а в ширину не более чем до 13 протофибрилл. После этого края коврика слипаются, и он превращается в полую трубочку. В микротрубочке выделяют + и – концы, на + конце в основном идет полимеризация микротрубочек, на –конце в основном деполимеризация.

Этот процесс (сборки и разборки) регулируется специальными белками и в норме в клетки процесс сборки преобладает над процессом разборки. Сборка и разборка микротрубочек зависит от концентрации различных веществ, например, ионов кальция. При избыточной концентрации кальция в клетки процесс деполимеризации микротрубочек активируется.

В настоящее время считают, что количество кальция в клетке является основным механизмом, определяющим процессы перестройки микротрубочковых систем. При действии алкоголя и растительного алкалоида колхицина микротрубочки разрушаются.

Основными функциями микротрубочек является структурная и опорная функции. Существуют структуры, в которых цитоскелет образуется за счет микротрубочек, например, тромбоциты.

Кроме того микротрубочки объединяются с белками МАР и могут участвовать в выполнении многих важных функций в клетке.

МАР-белки способны регулировать сборку и разборку микротрубочек, в частности в соединении с некоторыми МАР-белками микротрубочки приобретают устойчивость к действию ионов кальция и низких температур.

Важнейшими среди МАР-белков являются белки транслокаторы, которые вместе с микротрубочками образуют тубулин транслокаторную систему клетки. Транслокаторы по строению сходны с миозином. В них выделяют стержень и головку, причем головка обладает АТФ-азной активностью, следовательно, при изменении конформации транслокатор способен перемещаться по микротрубочке.

Выделяют 3 группы транслокаторов:

  1. кинезины

  2. динеины

  3. динамины

кинезины способны перемещаться по микротрубочке только от – к + концу, поэтому они обеспечивают транспорт веществ от центра клеток к ПАКу, это так называемый антреградный транспорт. В данном случае транслокатор движется по микротрубочке за счет конформационные изменений головки, а к стержню прикреплен немембранный пузырек с упакованным веществом.

С помощью данного вида транспорта транспортируются медиаторы в нейроны, а также пигменты в пигментных клетках

Динеины участвуют в формировании тубулин-динеиновой системы, которая осуществляет ретроградный транспорт. Помимо этого динеины участвую в образовании локомоторных структур клеток: ресничек и жгутиков.

Динамины обладают ГТФ-азной активностью, обеспечивают ретроградный транспорт. Функции динаминов изучены плохо.

Важнейшей функцией тубулин-транслокаторной системы является формирование двигательных систем в клетке, которые у всех эукориот построены по единой схеме.

Существуют наследственные патологии, связанные с нарушением структуры тубулина. Они практически не совместимы с жизнью, однако существует патологии тубулин-денеиновой системы, которые касаются непосредственно жгутиков и ресничек.

При этом нарушается структура ресничного эпителия, выстилающего носоглотку, дыхательные пути и полость среднего уха, что приводит к хроническим бронхитам и отитам мужчины с синдромом неподвижных ресничек, как правило, стерильны.

Все компоненты СОСА характеризуются структурным единством, которое проявляется в том случае, что фибриллярные белки могут взаимодействовать друг с другом.

Например, микрофибриллы могут образовывать пучки, которые могут взаимодействовать с микротрубочками и скелетными фибриллами.

Все компоненты СОСА способны взаимодействовать с интегральными белками плазмолеммы, а плазмолемма структурно связана с гликокаликсом, поэтому для ПАКа характерно структурное единство.

Источник: http://biobox.spb.ru/lektsii/stroenie-i-funktsii-kletki/97-2-stroenie-i-funktsii-kletki.html

Глюколипиды, классификация, строение и функции / биология

Полисахариды гликокаликса

гликолипиды они являются мембранными липидами с углеводами в полярных головных группах. Они представляют наиболее асимметричное распределение среди мембранных липидов, поскольку они обнаруживаются исключительно во внешнем монослое клеточных мембран, особенно в изобилии в плазматической мембране..

Как и большинство мембранных липидов, гликолипиды имеют гидрофобную область, состоящую из неполярных углеводородных хвостов, и полярную головку или область, которая может состоять из различных видов молекул, в зависимости от рассматриваемого гликолипида..

Гликолипиды могут быть найдены в одноклеточных организмах, таких как бактерии и дрожжи, а также в организмах, таких сложных, как животные и растения..

В клетках животных гликолипиды преимущественно состоят из скелета сфингозина, тогда как у растений два наиболее распространенных соответствуют диглицеридам и производным сульфоновой кислоты. В бактериях присутствуют гликозилглицериды и производные ацилированных сахаров..

У растений гликолипиды сосредоточены в хлоропластических мембранах, а у животных – в плазматической мембране. Наряду с гликопротеинами и протеогликанами, гликолипиды являются важной частью гликокаликса, который имеет решающее значение для многих клеточных процессов..

Гликолипиды, особенно те, которые содержатся в клетках животных, имеют тенденцию связываться друг с другом посредством водородных связей между их углеводными фрагментами и силами Ван-дер-Ваальса между их цепями жирных кислот. Эти липиды присутствуют в мембранных структурах, известных как липидные рафты, которые выполняют несколько функций.

Функции гликолипидов несколько, но у эукариот их расположение на внешней стороне плазматической мембраны актуально с разных точек зрения, особенно в процессах коммуникации, адгезии и дифференцировки клеток..

индекс

  • 1 Классификация
    • 1.1 Гликоглицеролипид
    • 1.2 Гликосфинголипиды
    • 1.3 Глюкофосфатидилинозитолы
  • 2 Структура
    • 2.1 Гликоглицеролипиды
    • 2.2 Гликосфинголипиды
    • 2.3 Глюкофосфатидилинозитолы
    • 2.4 Растительные гликолипиды
    • 2.5 Бактериальные гликолипиды
  • 3 функции
  • 4 Ссылки

классификация

Гликолипиды представляют собой гликоконъюгаты, которые образуют очень гетерогенную группу молекул, общей характеристикой которых является наличие сахаридных остатков, соединенных гликозидными связями с гидрофобным фрагментом, которым может быть ацилглицерин, церамид или пренилфосфат..

Его классификация основана на молекулярном скелете, который является мостом между гидрофобной и полярной областями. Итак, в зависимости от личности этой группы, мы имеем:

Glicoglicerolípido

Эти гликолипиды, подобно глицеролипидам, содержат диацилглицерол скелета или моноалкил-моноацилглицерин, с которым остатки сахара связаны гликозидными связями..

Гликоглицеролипиды относительно однородны с точки зрения их углеводного состава, и в их структуре можно найти остатки галактозы или глюкозы, из которых вытекает их основная классификация, а именно:

  • Галактоглицеролипиды: они имеют остатки галактозы в своей углеводной части. Гидрофобная область состоит из молекулы диацилглицерина или алкилацилглицерина.
  • Глицериновые гликозиды: они имеют остатки глюкозы в своей полярной головке, а гидрофобная область состоит только из алкилацилглицерина.
  • Сульфо глицеролипидыони могут быть либо галактозными глицеролипидами, либо гликозидами гликоола с атомами углерода, присоединенными к сульфатным группам, которые придают им характеристику «кислых» и дифференцируют их от нейтральных гликоглицеролипидов (липидов галакто- и гликогликоля).

гликосфинголипидов

Эти липиды имеют в качестве молекулы «скелет» часть церамида, к которой могут присоединяться различные молекулы жирных кислот..

Они являются высоко вариабельными липидами не только с точки зрения состава их гидрофобных цепей, но также с точки зрения углеводных остатков в их полярных головках. Они в изобилии во многих тканях млекопитающих.

Его классификация основана на типе замещения или идентичности сахаридной части, а не на области, состоящей из гидрофобных цепей. В соответствии с типами замещения классификация этих сфинголипидов является следующей:

Нейтральные гликосфинголипиды: те, которые содержат в сахаридной части гексозы, N-ацетил гексозамины и метил пентоз.

Вы Сульфатид: гликосфинголипиды, которые содержат сульфатные эфиры. Они имеют отрицательный заряд и особенно распространены в миелиновых оболочках клеток мозга. Наиболее распространенные из них имеют остаток галактозы.

ганглиозидов: также известные как сиалозилгликолипиды, те, которые содержат сиаловую кислоту, поэтому они также известны как кислые гликосфинголипиды.

Фосфоинозитидного-гликолипиды: скелет состоит из фосфоинозитид-керамидов.

Glucofosfatidilinositoles

Это липиды, которые обычно считаются стабильными якорями для белков в липидном бислое. Они добавляются пост-трансляционно к C-терминальному концу многих белков, которые обычно находятся на внешней стороне цитоплазматической мембраны..

Они состоят из глюкан-центра, фосфолипидного хвоста и фосфоэтаноламиновой части, которая связывает их вместе.

структура

Гликолипиды могут иметь сахаридные фрагменты, связанные с молекулой N- или O-гликозидными связями и даже через негликозидные связи, такие как сложноэфирные или амидные связи..

Сахаридная часть сильно варьируется не только по структуре, но и по составу. Эта сахаридная часть может состоять из моно-, ди-, олиго- или полисахаридов различных типов. Они могут содержать аминосахара и даже кислые, простые или разветвленные сахара..

Далее приведено краткое описание общей структуры трех основных классов гликолипидов:

гликоглицеролипиды

Как упоминалось ранее, у животных гликоглицеролипиды могут иметь остатки галактозы или глюкозы, фосфатированные или нет. Цепочки жирных кислот в этих липидах содержат от 16 до 20 атомов углерода..

В галактоглицеролипидах соединение между сахаром и липидным скелетом происходит через β-глюкозидные связи между С-1 галактозы и С-3 глицерина. Два других атома углерода глицерина либо этерифицированы жирными кислотами, либо С1 замещен алкильной группой, а С2 – ацильной группой..

Обычно наблюдается единственный остаток галактозы, хотя сообщалось о существовании дигалактоглицеролипидов. Когда это slufogalactoglicerolípido, обычно сульфатная группа находится в C-3 остатка галактозы.

Структура гликопротеина гликопротеина немного отличается, особенно в отношении количества остатков глюкозы, которые могут составлять до 8 остатков, связанных вместе связями типа (1-6). Молекула глюкозы, которая служит мостиком к липидному скелету, связана с ней α (1-3) связью.

В сульфоглюкоглицеролипидах сульфатная группа связывается с углеродом в положении 6 концевого остатка глюкозы.

Растительные гликолипиды

Хлоропласты многих водорослей и высших растений обогащены галакто-глицеролипидами, которые имеют нейтральные свойства, подобные цереброзидам у животных. Моно- и дигалактолипиды β-связаны с диглицеридным фрагментом, в то время как сульфолипиды являются производными только -глюкозы.

Бактериальные гликолипиды

У бактерий гликозилглицериды структурно аналогичны фосфоглицеридам животных, но содержат углеводные остатки, связанные гликозилированием в положении 3 sn-1,2-диглицерида. Производные ацилированных сахаров не содержат глицерина, но жирные кислоты напрямую связаны с сахарами.

Наиболее распространенными сахаридными остатками среди бактериальных гликолипидов являются галактоза, глюкоза и манноза..

функции

У животных гликолипиды выполняют важную функцию в клеточной коммуникации, дифференцировке и пролиферации, онкогенезе, электрическом отталкивании (в случае полярных гликолипидов), клеточной адгезии и других..

Его присутствие во многих клеточных мембранах животных, растений и микроорганизмов объясняет его важную функцию, которая, в частности, связана со свойствами многофункциональных липидных плотов..

Углеводная часть гликосфинголипидов является определяющим фактором антигенности и иммуногенности клеток, которые ее переносят. Он может быть вовлечен в процессы межклеточного распознавания, а также в клеточную “социальную” деятельность.

Галактоглицеролипиды в растениях, учитывая их относительное содержание в мембранах растений, играют важную роль в установлении характеристик мембраны как стабильности и функциональной активности многих мембранных белков..

Функция гликолипидов у бактерий также разнообразна. Некоторые из гликоглицеролипидов необходимы для улучшения стабильности бислоя. Они также служат предшественниками других мембранных компонентов, а также поддерживают рост при аноксии или дефиците фосфатов..

Якоря GPI или гликозидилфосфатидилинозитолы также присутствуют в липидных рафтах, участвуют в передаче сигнала, в патогенезе многих паразитических микроорганизмов и в ориентации апикальной мембраны..

Тогда можно сказать, что общие функции гликолипидов, как у растений, так и у животных и у бактерий, соответствуют установлению стабильности и текучести мембраны; участие в специфических липид-белковых взаимодействиях и распознавании клеток.

ссылки

1. Abdel-mawgoud, A.M., & Stephanopoulos, G. (2017). Простые гликолипиды микробов: химия, биологическая активность и метаболическая инженерия. Синтетическая и системная биотехнология, 1-17.2. Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж., Морган Д., Рафф М., Робертс К. и Уолтер П. (2015). Молекулярная биология клетки (6-е изд.).

Нью-Йорк: Наука Гирлянды.3. Андо Т., Имамура А., Исида Х. и Кисо М. (2007). Синтез гликолипидов. Исследования углеводов, 797-813.4. Бенсон А. (1964). Растительные мембранные липиды. Annu. Преподобный Завод. Physiol., 15, 1-16.5. Бронислав Л., Ляу Ю. У. Н. и Сломяны А. (1987). Животные гликоглицеролипиды. Prog. Lipid Res., 26, 29-51.6.

Holzl, G. & Dormann, P. (2007). Структура и функция гликоглицеролипидов у растений и бактерий. Prog. Lipid Res., 46, 225-243.7. Хонке, К. (2013). Биосинтез и биологическая функция сульфогликолипидов. Proc. Япон. Акад. Ser. B, 89 (4), 129-138.8. Канфер Дж. & Хакомори С. (1983). Сфинголипидная биохимия. (Д. Ханахан, ред.

), Справочник по исследованию липидов 3 (1-е изд.).9. Койнова Р. и Кэффри М. (1994). Фазы и фазовые переходы гликоглицеролипидов. Химия и физика липидов, 69, 181-207.10. Law, J. (1960). Гликолипиды. Ежегодные Обзоры, 29, 131-150.

11. Paulick, M.G. & Bertozzi, C.R. (2008). Якорь гликозилфосфатидилинозитола: сложное закрепление мембраны.

Биохимия, 47, 6991-7000.

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/glucolpidos-clasificacin-estructura-y-funciones.html

2.2. Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития организмов

Полисахариды гликокаликса

Клетки могут отличаться друг от друга по форме, строению и функциям, хотя основные структурные элементы у большинства клеток сходны. Систематические группы клеток – прокариотические и эукариотические (надцарства прокариоты и эукариоты).

Прокариотические клетки не содержат настоящего ядра и ряда органоидов (царство дробянки).

Эукариотические клетки содержат ядро, в котором находится наследственный аппарат организма (надцарства грибы, растения, животные).

Любой организм развивается из клетки.

Это относится к организмам, появившимся на свет как в результате бесполого, так и в результате полового способов размножения. Именно поэтому клетка считается единицей роста и развития организма.

1.Особенности строения клеток прокариот и эукариот

Прокариоты – древнейшие организмы, образующие самостоятельное царство. К прокариотам относятся бактерии, сине-зеленые «водоросли» и ряд других мелких групп.

Клетки прокариот не обладают, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий).

Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов – линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли).

Также к ним можно условно отнести постоянные внутриклеточные симбионты эукариотических клеток – митохондрии и пластиды.

Эукариоты (эвкариоты) (от греч. eu– хорошо, полностью иkaryon– ядро) – организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой.

Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочечных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикрепленных изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства (кроме динофлагеллят) комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты – митохондрии, а у водорослей и растений – также и пластиды.

2. Клетки эукариот. Строение и функции

К эукариотам относятся растения, животные, грибы.

Клеточной стенки у клеток животных нет. Она представлена голым протопластом. Пограничный слой клетки животных – гликокаликс – это верхний слой цитоплазматической мембраны, «усиленный» молекулами полисахаридов, которые входят в состав межклеточного вещества.

Митохондрии имеют складчатые кристы.

В клетках животных есть клеточный центр, состоящий из двух центриолей. Это говорит о том, что любая клетка животных потенциально способна к делению.

Включение в животной клетке представлено в виде зерен и капель (белки, жиры, углевод гликоген), конечных продуктов обмена, кристаллов солей, пигментов.

В клетках животных могут быть сократительные, пищеварительные, выделительные вакуоли небольших размеров.

В клетках нет пластид, включений в виде крахмальных зерен, крупных вакуолей, заполненных соком.

3. Сопоставление прокариотической и эукариотической клеток

Наиболее важным отличием эукариот от прокариот долгое время считалось наличие оформленного ядра и мембранных органоидов. Однако к 1970 – 1980-м гг.

стало ясно, что это лишь следствие более глубинных различий в организации цитоскелета. Некоторое время считалось, что цитоскелет свойственен только эукариотам, но в середине 1990-х гг.

белки, гомологичные основным белкам цитоскелета эукариот, были обнаружены и у бактерий.

Именно наличие специфическим образом устроенного цитоскелета позволяет эукариотам создать систему подвижных внутренних мембранных органоидов.

Кроме того, цитоскелет позволяет осуществлять эндо- и экзоцитоз (как предполагается, именно благодаря эндоцитозу в эукариотных клетках появились внутриклеточные симбионты, в том числе митохондрии и пластиды).

Другая важнейшая функция цитоскелета эукариот – обеспечение деления ядра (митоз и мейоз) и тела (цитотомия) эукариотной клетки (деление прокариотических клеток организовано проще). Различия в строении цитоскелета объясняют и другие отличия про- и эукариот.

Например, постоянство и простоту форм прокариотических клеток и значительное разнообразие формы и способность к её изменению у эукариотических, а также относительно большие размеры последних.

Так, размеры прокариотических клеток составляют в среднем 0,5 – 5 мкм, размеры эукариотических – в среднем от 10 до 50 мкм.

Кроме того, только среди эукариот попадаются поистине гигантские клетки, такие как массивные яйцеклетки акул или страусов (в птичьем яйце весь желток – это одна огромная яйцеклетка), нейроны крупных млекопитающих, отростки которых, укрепленные цитоскелетом, могут достигать десятков сантиметров в длину.

По своей структуре организмы могут одноклеточными и многоклеточными. Прокариоты преимущественно одноклеточны, за исключением некоторых цианобактерий и актиномицетов. Среди эукариот одноклеточное строение имеют простейшие, ряд грибов, некоторые водоросли. Все остальные формы многоклеточны. Считается, что одноклеточными были первые живые организмы Земли.

По способу питания и строению клеток выделяют  царства:

  • Дробянки;
  • Гриб
  • Растения;
  • Животные.

Бактериальные клетки (царство Дробянки) имеют: плотную клеточную стенку, одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеоид), рибосомы.

В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток. По способу питания бактерии делятся на фототрофов, хемотрофов, гетеротрофов.

Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, отличающейся по химическому составу от клеточных стенок растений. Она содержит в качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры. Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген.

Клетки растений содержат: хлоропласты, лейкопласты и хромопласты; они окружены плотной клеточной стенкой из целлюлозы, а также имеют вакуоли с клеточным соком. Все зеленые растения относятся к автотрофным организмам.

У клеток животных нет плотных клеточных стенок. Они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ с окружающей средой.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c1369c1eaf0a500aa6a15f0/22-kletka--edinica-stroeniia-jiznedeiatelnosti-rosta-i-razvitiia-organizmov-5c50a3a8168e0900af1e0b0c

Вылечим любую болезнь
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: