Məlumat

Membran boyunca molekulların xalis axınındakı axın və dəyişikliklər haqqında sual

Membran boyunca molekulların xalis axınındakı axın və dəyişikliklər haqqında sual


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən Stanfield tərəfindən 5-ci nəşrin İnsan Fiziologiyasının Prinsipləri adlı kitabı oxuyurdum və membranların daşınmasına dair fəsli oxuyurdum ki, aşağıda dərc olunacaq fiqur sualına rast gəldim.

Orada deyilir: "Vaxt keçdikcə 2-ci tərəfdən 1-ci tərəfə birtərəfli axın artır, azalır və ya eyni qalır?"

Təəssüf ki, cavabın niyə və necə “Artım” olduğunu başa düşə bilmədim. Güman edərdim ki, eyni qalır, elə deyilmi? Ayrı-ayrı molekulların (müntəzəm olaraq) hər tərəfdən bərabər şəkildə keçməsi istisna olmaqla, axının baş verməsinin mümkün bir yolu yoxdur.

Bu Sadə diffuziya mövzusu idi.

P.S. Bu kitab, qeyd etdiyim kimi, bir başlanğıc kimi başa düşmək üçün bəzi şeyləri tam aydın şəkildə izah etməmişdir və həm də içərisində bəzi səhvlər var.


Diffuziya sadəcə hissəciklərin təsadüfi hərəkətidir. Zamanla, həll olunan maddə bütün mövcud həcmdə təsadüfi olaraq paylanacaq. İlkin şərtlərdə 2-ci tərəfdə həlledici yoxdur və buna görə də 1-ci tərəfə keçə bilməz (beləliklə, 2-ci tərəfdən 1-ci tərəfə axın 0-dır). Tarazlıqda xalis axın 0-dır, lakin həll olunan maddənin təsadüfi hərəkəti səbəbindən 1-dən 2-yə və 2-ci tərəfdən 1-ə (bu bərabər və əks olan) axın hələ də mövcuddur. Beləliklə, 2-ci tərəfdən 1-ə axın başlanğıc şərtlərdə 0-dan tarazlıqda sıfırdan fərqli bir dəyərə keçir (yəni artır).


Bu həm də sabit vəziyyət adlanır. Və ya dinamik tarazlıq. Ümumilikdə, xalis axın sıfırdır, lakin yenə də 2-ci tərəfdən 1-ci tərəfə davamlı axın var, daha çox həll olunan maddə 2-ci tərəfdə olduqda.


Çarpaz axın filtrasiyası

CFF, nümunənin müəyyən bir hissəsini, bu halda kolloid fraksiyanı təcrid etmək məqsədi ilə toplu nümunələri emal etməyin ən sürətli yoludur. Metod asanlıqla müxtəlif tətbiqlərə uyğunlaşdırılır və əməliyyat parametrləri asanlıqla dəyişdirilir. Məsələn, konsentrasiya faktoru (CF) daha kiçik və ya daha böyük kolloid hissəciklərin daha yaxşı saxlanmasına nail olmaq üçün dəyişdirilə bilər. CF-nin dəyişməsi də sərfəlidir, çünki o, eyni avadanlıqdan istifadə etməklə aşağı COM bolluğu olan okean nümunələrini və yüksək COM bolluğu olan nehir nümunələrini təhlil etməyə imkan verir. CFF ion dəyişdirici qatranların vaxt aparan əvvəlcədən təmizlənməsinin qarşısını alır və həmçinin dializ zamanı uzun proses olan membranın kəsilməsindən daha böyük hissəciklərin sürətlə çıxarılmasına imkan verir. 42 Bir sıra membran materialları, səth sahələri və molekulyar çəki kəsikləri ilə metodun universallığı və uyğunlaşması daha da artır.

Kolloidləri ayırmaq üçün CFF-dən istifadənin bəzi çatışmazlıqları var. Birincisi, proses tortun formalaşması, sıçrayış və konsentrasiyanın qütbləşməsi kimi müxtəlif problemlərdən əziyyət çəkə bilər, bunların hamısı nəticələrə kəskin şəkildə təsir edə bilər. CFF membranlarının emal zamanı böyük miqdarda üzvi karbonu nümunəyə süzməsi mümkündür. 53 Yenə də bu, nəticələrə kəskin təsir göstərə bilər. Buna görə də avadanlığın real ətraf mühit nümunələrinə tətbiqindən əvvəl ciddi DOC testi aparmaq lazımdır.

Digər çatışmazlıq uzun yoxlama prosesidir. Hər bir sistemi və yeni membranı standart kolloidlərlə və sistemlə birlikdə istifadə ediləcək hər hansı digər birləşmələrlə (məsələn, üzvi çirkləndiricilər) hərtərəfli yoxlamaq lazımdır. CFF həmçinin nümunələrdən əvvəl və nümunələr arasında geniş təmizləmə tələb edir. Sistem çox böyük həcmdə (>20 l) ultratəmiz su ilə yaxşıca yuyulmalı və istifadədən əvvəl və sonra turşular və əsaslarla təmizlənməlidir.


I. Giriş

Vakuol funksiyaları bitkilərin ətraf mühitə uyğunlaşması üçün vacibdir. Məsələn, yüksək duz və ya ağır metallara məruz qaldıqda bir neçə bitki metabolik aktiv bölmələri qorumaq üçün vakuolda zəhərli elementlər toplayır (Martinoia, 2018). Maraqlıdır ki, VM həm də bitki orqanları arasında zəhərli növlərin translokasiya mexanizmlərində iştirak edir (Thomine) və b., 2003 Cosio və b., 2004 May və b., 2005 Baetz və b., 2016). Petuniya çiçəklərində, ləçək hüceyrələrinin VM-lərindəki xüsusi proton nasosları çiçəklərin rənginə təsir edərək son dərəcə turşulu vakuol pH yaradır (Verweij). və b., 2008 Faraco və b., 2014). VM həm də seysmonastik yarpaq hərəkətlərini yaradan xüsusi motor hüceyrələrinin fəaliyyəti üçün əsasdır Mimoza pudica pulvini (Fleurat-Lessard və b., 1997a, b Hagihara & Toyota, 2020). Nəhayət, VM daşıyıcıları mühafizə hüceyrələrində (GC) stomata aperturasının idarə edilməsində iştirak edirlər (Martinoia, 2018). Bu hüceyrələrdə stomatanın hərəkəti zamanı vakuolun morfoloji dəyişiklikləri VM-nin (Tanaka) nəqliyyat fəaliyyəti ilə əlaqələndirilir. və b., 2007 Andres və b., 2014 ) (şək. 1b).

Yuxarıda sadalanan nümunələr bitki hüceyrəsi fiziologiyasında vakuolun xüsusi daşıma qabiliyyətinin əhəmiyyətini nümayiş etdirir. Bununla belə, düzgün hüceyrə reaksiyaları üçün VM hüceyrədaxili bölmələri ayıran digər hüceyrə membranları ilə birlikdə işləməlidir. Buna görə də, VM-də və digər hüceyrə membranlarında baş verən proseslər bir-birinə bağlıdır və əlaqələndirilir. Ölçüsü nəzərə alınmaqla, VM hüceyrədaxili nəqliyyat şəbəkəsinin mərkəzi elementidir və vakuolar daşıma prosesləri bir-birinə qarşılıqlı təsir göstərən axınlar şəbəkəsinə inteqrasiya olunmuş hesab edilməlidir.


II. Qoruyucu hüceyrələrdə vakuolyar və plazma membranının nəqli, komanda işi

QC-lər vakuolun digər hüceyrə membranları ilə fizioloji əlaqəsini mükəmməl şəkildə göstərir. Həqiqətən, GC-lərdə VM və plazma membranı (PM) boyunca ionların və şəkərlərin kütləvi axını ətraf mühitin stimullarına (yəni, işıq, quraqlıq, CO2) cavab olaraq hüceyrədaxili turgor təzyiqini idarə edir.2, patogenlər). Turgor təzyiqinin sürətli modifikasiyası ionların apoplastdan sitozola və sonra vakuola (stomatanın açılması) və vakuoldan sitozola və sonra apoplasta (stomatanın bağlanması Şəkil 1) hərəkətinə əsaslanır (Roelfsema & Hedrich, 2005). İonların bu hərəkətləri müvafiq olaraq stomataların açılması və bağlanması üçün GC-lərin şişməsinə və daralmasına səbəb olur (Şəkil 1). Stomatanın açılması/bağlanması zamanı PM və VM-dən nə qədər məhlul molekulu keçir? Bunu qiymətləndirmək üçün məlumatlardan istifadə etdik Vicia faba. Stomatanı idarə etmək üçün hər GC başına 4-5 pmol ion məhlullarının, əsasən K + , Cl - , NO xalis artımı3 − və ya malate 2− , zəruridir (Allaway & Hsiao, 1973). Məhlulun səviyyəsinin bu yüksəlməsi açıq stomada ümumi hüceyrədaxili konsentrasiyanın 0,8 ilə 1 M arasında artmasına səbəb olur. 60 dəqiqə və bir açılış vaxtını nəzərə alaraq V. faba GC səthi 1899 µm 2 (Meckel və b., 2007) qədər xalis giriş c. PM-də, sonra isə VM-də hər GC üçün 7 × 10 8 molekul s −1 hesablana bilər (şəkil 1a). Stomatalar bağlandıqda, ion məhlulları hüceyrəni tərk edir c. 20 dəq, xalis axını yaradır c. 2 × 10 9 molekul s −1 hər GC üçün əvvəlcə VM-də, sonra isə PM-də (şəkil 1a). Əgər VM və PM əlaqələndirilməsəydi və molekullar vakuola daxil ola bilməsəydi, sitozolik konsentrasiya 150 mM məhlulun min -1-ə qədər artardı. Sonuncu, həddindən artıq və hipotetik bir vəziyyətdir, lakin membranlar arasında axının koordinasiyasının vacibliyini göstərir. Ümumilikdə, bu qiymətləndirmələr QC-də baş verən ion axınlarının böyüklük sırasını təmin edir.

Buna görə də, sitozolda aberrant ion konsentrasiyalarının qarşısını almaq və əlaqəli cavablar yaratmaq üçün GC-lərin həm VM-də, həm də PM-də yerləşən nəqliyyat sistemləri birgə tənzimlənir (Şəkil 1). PM və VM vasitəsilə ion axınlarının koordinasiyası 1990-cı illərdə əsas işdə təklif edilmişdir (MacRobbie, 2000-də ümumiləşdirilmiş). Bəs koordinasiyaya imkan verən mexanizmlər hansılardır? PM və VM arasında ion axını necə əlaqələndirilir? Hüceyrə membranlarının daşıyıcı xüsusiyyətləri daşıyıcıların fəaliyyətini dəyişdirməklə və ya membranda yerləşən daşıyıcıların hovuzuna təsir etməklə dəyişdirilə bilər. Axınları koordinasiya etmək üçün birinci səviyyə sitozolda məhlulun konsentrasiyasının tənzimlənməsidir, ikinci səviyyə müxtəlif hüceyrə membranlarında yerləşən nəqliyyat sistemlərini hədəf alan siqnal yolları vasitəsilə həyata keçirilir. Bu iki səviyyə model zavoda xüsusi diqqət yetirməklə növbəti bölmələrdə müzakirə olunacaq Arabidopsis thaliana.


MÜHAZİRƏ 4: HÜCEYƏR FİZİOLOGİYASI 7/3/

Nernst tənliyini bilmək və tarazlıq potensiallarını hesablamaq üçün ondan istifadə etmək (sabitlərin qiymətləri verilirsə).

Membran potensialı (Vm) membran boyunca ion axını üçün elektrik və kimyəvi hərəkətverici qüvvələrin tam bərabər olduğu.

K+ kimyəvi qüvvə ilə itələdi, K+ elektrik qüvvəsi ilə sürükləndi = xalis hərəkət yoxdur = tarazlıq.

Membran keçiriciliyini K+ və Na+-a uyğunlaşdırmaqla Vm EK+ və ENa+ arasında istənilən yerdə ola bilər. məs. Vm, K+ axınının Na+ axını ilə balanslaşdırıldığı “sabit vəziyyətdə” ola bilər. Heç bir ion tarazlıqda deyil. Buna misal olaraq sabit istirahət edən membran potensialını göstərmək olar.

İstirahət membran potensialının necə yarandığını və membran potensialında dəyişikliklərin necə baş verdiyini (ion axını baxımından) təsvir etmək.

İstirahət MEMBRAN POTENSİALININ NƏSTİLİ

  • İonlar ion kanalları (sızma və ya qapalı) vasitəsilə membran boyunca hərəkət edə bilər.
  • İstirahət membran potensialı: o Bütün həyəcanlı hüceyrələr, adətən -60 ilə -80 mV. o Adətən K+-nın istirahət və ya sızma K+ kanalları vasitəsilə ayrılması ilə əlaqədardır. o Hiperpolyarizasiya.
  • Hüceyrədə daha yüksək K+ konsentrasiyası.
  • Həmişə K+ axını/sızması fon kanalları à daha mənfi daxili membran potensialı

MEMBRAN POTANSİALINDA NECƏ DƏYİŞİKLİKLƏR BAŞARIR

  • Membran potensialı müxtəlif sayda ionlara görə membranda fərqli yük paylanması səbəbindən baş verir.

Pankreasın beta hüceyrələrinin insulini necə ifraz etdiyinin əsas hüceyrə fiziologiyası mexanizmlərini (6 addım) və bu prosesdə xüsusi membran nəqli proseslərinin və ion axınının rolunu bilmək.

Depolarizasiya, hiperpolyarizasiya, elektrokimyəvi tarazlığı müəyyənləşdirin.

  • Depolarizasiya: o Membran potensialı daha az qütbləşir o Vm daha az mənfi olur, müsbət istiqamətdə hərəkət edir. o İçəridə daha çox kation və ya içərisində daha az anion
  • Hiperpolyarizasiya: o Membran potensialı mənfi istiqamətdə hərəkət edir. o Repolarizasiya (depolarizasiyadan sonra hiperpolyarizasiya)
  • Sinaptik və hiss potensialları: o Bəzi stimullara görə depolarizasiya və ya hiperpolyarizasiya.
  • Aktivləşdirmə qapısı bağlandı
  • İnaktivasiya qapısı açıqdır
  • İon hərəkəti yoxdur
  1. Aktivləşdirilmiş vəziyyət
  • Aktivləşdirmə qapısı açıqdır
  • İnaktivasiya qapısı açıqdır
  • ionlar keçir
  1. İnaktivləşdirilmiş vəziyyət
  • Aktivləşdirmə qapısı açıqdır
  • İnaktivasiya qapısı bağlandı
  • İon hərəkəti yoxdur

Passiv və aktiv yayılmanın nə demək olduğunu təsvir etmək və bu 2 prosesin bir akson boyunca AP yayılmasına necə kömək etdiyini təsvir etmək.

  1. Bəzi cərəyan 1 nöqtəyə daxil olur və həmin nöqtədə depolarizasiyaya səbəb olur, məs. Fəaliyyət potensialı akson təpəsində baş verir.
  2. Nöqtənin depolarizasiyası cərəyanın aksonun uzunluğu boyunca yayılmasına səbəb olur. Bu, aksonun bitişik hissələrini passiv depolarizasiya edir. Fiber boyunca cərəyanın bu passiv yayılması = yerli cərəyan axını.
  3. Bu yerli cərəyanın bir hissəsi hüceyrə membranından ("sızma" və ya digər kanallar vasitəsilə") sızır və buna görə də akson boyunca hərəkət etdikcə depolarizasiya getdikcə daha kiçik olur.
  4. Aktiv yayılma gərginliyin daha uzun məsafələrə yayılmasına imkan verir, məsələn. uğursuz olmadan bir akson. Fəaliyyət potensialı bir akson boyunca bir neçə nöqtədə bərpa olunur.
  5. Bitişik hissədə həddi çatır, gərginlikdən asılı kanallar açılır, transmembran cərəyanı (Na+ axını) və fəaliyyət potensialı bərpa olunur.
  • Depolarizasiya dalğasının arxasındakı Na+ kanalları təsirsizləşərək siniri “oddavamlı” edir.
  • Beləliklə, fəaliyyət potensialı yalnız bir istiqamətdə yayılır.

Miyelinin nə olduğunu və AP yayılma sürətinə necə təsir etdiyini qiymətləndirmək.

  • Miyelin: zülalların və fosfolipidlərin qarışığı sinir lifləri (mərkəzi və periferik aksonlar) ətrafında izolyasiya qabığı əmələ gətirir, bu da passiv gərginliyin daha da yayılmasına imkan verir, impulsların ötürülmə sürətini artırır.
  • Miyelinin miqdarı və buna görə də keçiricilik sürəti tənzimlənə bilər və hüceyrə funksiyasına uyğun olaraq yaxşı tənzimlənə bilər.
  • Tuzlu keçiricilik: o Depolarizasiyanın yayılmasının sıçrayış xarakteri o Miyelinli aksonlar boyunca fəaliyyət potensialının bir düyündən digərinə yayılması.
  • Gərginlikdən asılı olan Na+ kanalları və transmembran ion axını yalnız miyelin qabıqları arasında yerləşən Ranvier düyünlərində baş verir.

Mobil membranlar boyunca molekulların hərəkəti

Diffuziya əslində molekulların istilik hərəkətinin nəticəsi olaraq yuxarı fokus yerindən daha ucuz fokus sahəsinə doğru hərəkətidir. Diffuziya insan fiziologiyasında mühüm bir üsuldur. Xüsusilə, diffuziya oksigenin, qida maddələrinin və digər molekulların kapilyar arakəsmələr boyunca hərəkət mexanizmi və sonra digər molekulların membranlar arasında hərəkəti ola bilər. Zamanınızın hər bir cihazı üçün mərtəbədən keçən məzmunun miqdarı axın adlanır və hərəkətin tam olaraq təzahür edə biləcəyi iki bölmə arasında konsentrasiyalardakı əsas fərqə əsaslanır. İki bölməni əhatə edən diffuziya bərabər olduqda, bu, şəbəkənin hərəkətinin olmaması deməkdir, platforma diffuziya tarazlığına çatmışdır. Net flux sıfırdır və diqqət mərkəzində daha çox dəyişiklik yoxdur. Fokusda, temperaturda və diffuziya səthindəki böyük fərq xalis axının gedişatını və miqyasını istifadə edərkən müsbət əlaqələndirilir. Baxmayaraq ki, alternativ molekulların kütləsi şəbəkə axınının yolu və böyüklüyü ilə mənfi əlaqələndirilir. Diffuziyanın meydana gəlməsi üçün lazım olan kifayət qədər vaxt, molekulların yayıldığı məsafədən daha böyük məsafədəki kvadrata nisbətdə artır. Bu səbəbdən diffuziya yalnız kiçik məsafələri aşan molekulları hərəkət etdirmək üçün faydalıdır.

Mümkün olan membran, əlbəttə ki, bir membran boyunca elektrik ödənişlərinin ayrılmasıdır. Dərəcələrin ayrılması ionların membran boyunca hərəkətinə təsir göstərir. Bu, şübhəsiz ki, konsentrasiya fərqlərinin yaratdığı gücdən asılı olmayaraq və ya onun tərəfində və ya əksinə hərəkət edə bilər. Elektrokimyəvi qradiyent bu iki qüvvəyə kollektiv şəkildə aiddir: dərəcələrə görə təzyiq və konsentrasiya uyğunsuzluğu nəticəsində yaranan qüvvə.

Bunu həyata keçirmək üçün satın alınarkən, həll olunan maddə (daşınan molekul) membranınızın yalnız bir mərtəbəsində bir daşıyıcı ilə xüsusi onlayn sayta bağlanır. Daha sonra daşıyıcı membranın əks tərəfi ilə bağlı məhlulu ifşa etmək üçün formasını dəyişir. Məhlul daha sonra daşıyıcı vasitəsilə dissosiasiya olunur və başladığı yerin digər tərəfində tək tapır. Membran əsasında, sonra isə mobil mühitin tələblərinə əsasən, xüsusi növ maddələr üçün dəqiq bağlanan veb səhifələri olan daşıyıcıların peşəkar dissertasiya redaksiyasının çoxlu üslubları ola bilər. Vasitəçi nəqliyyat platforması vasitəsilə məhlul axınının miqyası daşıyıcıların müxtəlifliyi, daşıyıcı zülalda olarkən konformasiya tənzimləmə sürəti və daşıyıcı bağlayan internet saytlarının və https://writing.wisc-in bütövlükdə doyması nəzərə alınmaqla müsbət əlaqələndirilir. edu/Handbook/thesis_def.html bu, məhlulun konsentrasiyasından və daşıyıcıdan yaxınlıqdan asılıdır. Onlar membran vasitəsilə nəhəng elementlərin əldə edilməsində nəzərə alınmalı vacib aspektlərdir. Sistem tarazlığa çatdıqda, hüceyrədaxili və hüceyrədənkənar mayelərin osmolyarlıqları eyni olacaq. İzotonik alternativ, hüceyrələrin nə şişməsi, nə də kiçilməsi üçün bir vasitədir, bu, şübhəsiz ki, hüceyrələrin hüceyrədənkənar maye kimi oxşar osmolyarlıqdan istifadə edərək birbaşa nüfuz etməyən məhlulların alternativinə qoyulmasını nəzərdə tutur. Əhəmiyyətli element faktoru, izotonik cavabda xalis hərəkətin olmamasıdır. Çox hipotonik bir müalicədə cavab daha az nüfuz etməyən məhlullardan ibarətdir, üstəgəl hüceyrələr bu səbəbdən içməli suyu qəbul edir və sonra hüceyrələr şişir. Nəhayət, hipertonik bir seçim https://www.phddissertation.info/tips-in-writing-a-literature-review-phd/ həllinin əlavə nüfuz etməyən məhlulları özündə birləşdirdiyi və h2o hüceyrələrdən kənarda hərəkət etdiyi bir variantdır. kiçilmək. Nüfuz edən məhlulların həllin tonikliyini artırmayacağını qəbul etmək çox vacib ola bilər.

Bəzi hüceyrələr ümumi olaraq faqositoz kimi tanınan prosedur vasitəsilə əhəmiyyətli beynəlxalq hissəcikləri udacaq.


Membrandan keçən molekulların axını və dəyişməsi haqqında sual - Biologiya

Copyright ©Mark Nelson, 2002. Bütün hüquqlar qorunur.
Fəsil 4: İstirahətdə olan neyronun elektrik potensialı
Nə bilmək lazımdır

(imtahan sualları bu alt materialdan hazırlanacaq)

Membran potensialının fiziki əsası nədir? (səh. 91)
membran potensialı hüceyrə membranı boyunca müsbət və mənfi yüklərin ayrılması nəticəsində yaranır

Hansı yük daşıyıcıları töhfə verir? (səh. 91)
yüklü ionlardır hüceyrə membranından keçə bilir ionlar membranı keçə bilmirsə, töhfə vermirlər
tipik töhfə verənlər bunlardır: Na + , K + , Ca ++ və Cl -

Hansı üç amil ionun membranı keçməsinə səbəb ola bilər? (səh. 91)
(1) konsentrasiya fərqləri, (2) elektrik potensial fərqləri, (3) ion nasosları
QEYD: (1) və (2) yalnız mövcud olduqda töhfə verə bilər açıq ion kanalları

Bu üç amildən hansı passivdir (ATP yoxdur) aktivdir (ATP tələb olunur)? (səh. 92)
diffuziya və elektrik qüvvələri passiv hesab olunur ion nasosları aktivdir

Hansı şərtlər müəyyən edir sabit vəziyyət membran potensialı üçün? (səh. 93)
sabit vəziyyət o zaman baş verir ki, hər bir ion növü üçün bir istiqamətdə ion axını əks istiqamətdə bərabər axınla balanslaşdırılır.
bu halda, hər bir ion növü üçün hüceyrədaxili konsentrasiyası nə artır, nə də azalır (sabit vəziyyət)

Neyronun membran potensialı nə vaxt sabit vəziyyətdədir? (səh. 93)
elektrik rabitəsi ilə aktiv şəkildə məşğul olmadıqda, yəni istirahət vəziyyəti
bu şərtlər altında sabit vəziyyət membran potensialı adlanır istirahət potensialı

Hansı keçirici ionların hüceyrədaxili konsentrasiyası hüceyrədənkənar konsentrasiyaya nisbətən yüksəkdir? (səh. 95)
K +

Hansı keçirici ionların hüceyrədaxili konsentrasiyası hüceyrədənkənar konsentrasiyaya nisbətən aşağı olur? (səh. 95)
Na + , Cl - , Ca ++

İonun tarazlıq potensialı nədir? (səh. 97)
elektrik qradiyentinin konsentrasiya qradiyentini tam olaraq tarazladığı membran üzərindəki elektrik potensialı
tarazlıq potensialında həmin ionun membran boyunca NET hərəkəti yoxdur

Nernst tənliyi nədir? (səh. 98)
Müəyyən bir ion növü üçün tarazlıq potensialının hesablanması üçün riyazi düstur
Nernst tənliyində müxtəlif simvol və terminləri təyin edin. (səh. 99)
Cədvəl 4-2-ə baxın

K+, Na+ üçün tipik tarazlıq potensialı nədir? (səh. 98-99)
EK

+ 54 mV
TYPO: 98 və 99-cu səhifələrin sağ sütunlarındakı tənliklərdə membran potensialının vahidləri səhvdir
Membran potensialı mV (mM deyil) ilə ölçülür!

Bir neyronun temperaturunu artırsanız, ion tarazlıq potensialının böyüklüyünü dəyişə bilərsinizmi? (səh. 99)
Bəli, Nernst tənliyinə görə, temperaturun artırılması tarazlıq potensialının böyüklüyünü artırır.
(müsbət tarazlıq potensialı daha çox müsbət mənfi tarazlıq potensialı daha çox mənfi olur)

Bir neyronun temperaturunu 18 o C-dən 36 o C-ə qədər iki dəfə artırsanız, ion tarazlıq potensialını ikiqat artırırsınız? (səh. 99)
Xeyr, Nernst tənliyindəki temperatur Kelvin dərəcəsindədir ( o K = 273 + o C)
18 o C-dən 36 o C-ə dəyişməsi, tarazlıq potensialını təxminən 6 % (291 o K-dən 309 o K-ə) dəyişəcək.

İonlar hüceyrə membranı boyunca hərəkət etdikdə hüceyrədaxili və hüceyrədənkənar konsentrasiyalar nəzərəçarpacaq dərəcədə dəyişirmi? (səh. 101)
Xeyr, adətən konsentrasiyada dəyişiklik əhəmiyyətsizdir (0,0001%-dən az),
Nernst tənliyindən istifadə edərkən ion hərəkəti səbəbindən konsentrasiyadakı dəyişikliklər (demək olar ki, həmişə) nəzərə alına bilər.

Bir neyronun istirahət potensialı ionun tarazlıq potensialından daha çox (müsbət/mənfi) olarsa, xalis effekt necə olacaq? (səh. 101-102)
İon MÜSBƏT YÜKLƏDİRDƏ:
əgər istirahət potensialı ilə müqayisədə daha müsbətdir tarazlıq potensialı,
bu ionların xalis passiv axını HARİCİ olacaq (xalis axın)
əgər istirahət potensialı ilə müqayisədə daha mənfidir tarazlıq potensialı,
həmin ionların xalis passiv axını İÇERİ olacaq (xalis axın)

Əgər ion mənfi yüklüdürsə:
əgər istirahət potensialı ilə müqayisədə daha müsbətdir tarazlıq potensialı,
bu ionların xalis passiv axını İÇERİ olacaq (xalis axın)
əgər istirahət potensialı ilə müqayisədə daha mənfidir tarazlıq potensialı,
bu ionların xalis passiv axını HARİCİ olacaq (xalis axın)

QEYD: istirahətdə olan bir neyron (yəni sabit vəziyyət) üçün hər bir ion növü üçün TOTAL axını SIFIR olmalıdır (tərifə görə)
yuxarıda təsvir edilən passiv axın ion nasosları vasitəsilə aktiv axını ilə balanslaşdırılır

Əgər hipotetik neyronun membranı yalnız K+ ionları üçün keçirici olsaydı, neyronun istirahət potensialı nə qədər olardı? (səh. 103)
Bu vəziyyətdə istirahət potensialı K + tarazlıq potensialına bərabər olacaqdır

Həqiqi neyron membranları, istirahətdə, əsasən hansı növ ionlara keçiricidir? (səh. 103-104)
K +

Qoldman tənliyi nədir? (səh. 103-104)
Çoxsaylı ion növlərinin keçiriciliyini nəzərə alaraq neyronun istirahət potensialının hesablanması üçün riyazi düstur.

Hüceyrədənkənar [K+] və ya hüceyrədənkənar [Na+] dəyişən neyronun istirahət potensialına nə daha çox təsir edir? (səh. 104)
Hüceyrədənkənar [K+] dəyişməsi P nisbətinə görə daha böyük təsir göstərirK :PNa böyükdür (təxminən 1 : 0,04)
Na+ üçün nisbi keçiricilik kiçik olduğundan hüceyrədənkənar [Na+] dəyişməsi çox təsir göstərmir.

Hiperkalemiya nədir? (Mətndə deyil)
Hiperkalemiya qan dövranında kaliumun normadan yüksək səviyyədə olması nəticəsində yaranan tibbi vəziyyətdir.
Bədəndəki kaliumun demək olar ki, hamısı (98%) hüceyrələrdə (hüceyrədaxili) olur. Hüceyrələrdən kənar mayelərdə (hüceyrədənkənar) yalnız təxminən 2% baş verir.
Hüceyrədənkənar kalium səviyyələri çox yüksək olarsa, pis şeylər baş verir, çünki sinir və əzələ hüceyrələrində istirahət potensialının böyüklüyü azalır.
Ürək aritmiya, ürək dayanması, əzələ zəifliyi, .


Fərqlər: Hipotonik, Hipertonik, İzotonik

izotonik: məhlulun və həlledicinin bərabər paylandığı məhlul – hüceyrə normal olaraq izotonik məhlulda qalmaq istəyir, burada içindəki mayenin konsentrasiyası onun xaricindəki mayenin konsentrasiyasına bərabərdir.

Osmos haqqında suala cavab verərkən bunlara diqqət yetirin:
1) hiper/ hipo/ iso
2) su potensialı
3) su molekullarının xalis hərəkəti (istiqamət)
4) qismən keçirici membran boyunca
5) toxuma/hüceyrənin vəziyyətini təsvir edin

heyvan hüceyrələri –
hipotonik məhlula yerləşdirildikdə – heyvan hüceyrəsi həcmini itirir və kiçilir, “crenated”, hüceyrənin membranı kiçilməz, hüceyrə tərkibi – kiçilən vakuol və sitoplazmadır –. lakin əsasən sitoplazma. (hələ ki, bütün hüceyrənin crenate olduğunu söyləyin.) su itkisi yalnız sitoplazmanın su potensialı ətrafdakı məhlulun su potensialına bərabər olduqda dayanır.
hipertonik məhlulda yerləşdirildikdə – heyvan hüceyrəsi həcm qazanır və genişlənir, osmosla hüceyrəyə su molekullarının xalis hərəkəti olur. hüceyrə həcm qazanır və genişlənir. membran genişlənməyə müqavimət göstərə bilmədiyi üçün hüceyrə partlayacaq, hüceyrə nəhayət partlayacaq.

bitki hüceyrələri (struktur cəhətdən daha mürəkkəb) –
onlar sellüloza hüceyrə divarı ilə əhatə olunmuşdur. onların tərkibində duz, şəkər və ionların məhlulu olan böyük mərkəzi vakuol var. hüceyrə şirəsi vakuolda (duz, su və s.) yerləşir, mərkəzi vakuol qismən keçirici membranla bağlanır və hüceyrəni əhatə edən məhlulla osmos yolu ilə suyun hərəkətini göstərir. (vakuol membranı – tonoplast)
hipotonik məhlul – osmoz yolu ilə su molekullarının hüceyrə sitoplazmasına və vakuoluna xalis hərəkəti. vakuol şişir, sitoplazmanı sərt hüceyrə divarına itələyir. elastik olmayan hüceyrə divarı genişlənməyə müqavimət göstərir və hüceyrə turgid olur. onu turgor vəziyyəti kimi təsvir etmək olar. kiçik ağac toxuması olan gənc bitkilər külək və cazibə qüvvəsinə qarşı dəstək üçün turqora güvənirlər. buna görə də onları suvarmaq lazımdır.
hipertonik məhlul – osmoz yolu ilə su molekullarının hüceyrə sitoplazmasından və vakuoldan xalis hərəkəti. sitoplazma/vakuol hüceyrə membranını hüceyrə divarından uzaqlaşdıraraq kiçilir. hüceyrə indi plazmolizləşir və ya plazmoliz vəziyyətindədir. hüceyrə indi boşdur. (yalnız bitki hüceyrələri boşdur, heyvan hüceyrələri yaradılır.)

izotonik – məhlul daxilində məhlulların konsentrasiyası hüceyrə daxilində həll olunan maddələrin konsentrasiyasına bərabərdir. nəticədə su hər iki istiqamətdə bərabər şəkildə hərəkət edir və hüceyrə eyni ölçüdə qalır. buna dinamik tarazlıq deyilir.


Materiallar və metodlar

Hüceyrələr, DNT quruluşu, Antikorlar və Reagentlər

Bütün təcrübələrdə COS-7 hüceyrələrindən (African Green Monkey American Type Culture Collection, Rockville, MD) istifadə edilmişdir. Onlar 10% FBS, 2 mM glutamin, 100 U/ml penisilin və 100 μq/ml streptomisin ilə əlavə edilmiş DME (Biofluids, Rockville, MD) içərisində 5% CO-da 37°C-də saxlanılıb.2 inkubator. VSVG-GFP-nin klonlaşdırılması və ifadəsi əvvəllər təsvir edildiyi kimidir (Presley və digərləri, 1997). Qısaca olaraq, karboksi terminalı ilə birbaşa əlaqəli EGFP (Clontech, Palo Alto, CA) ilə VSVG-ts045 daşıyan pCDM 8.1 vektoru elektroporasiyadan istifadə edərək COS-7 hüceyrələrində ifadə edilmişdir. VSVG-GFP ifadə edən hüceyrələr ya 13 mm-lik şüşə örtüklərdə, ya da kameralı örtük eynəklərində (Lab Tek, Naperville, IL) yetişdirilmişdir. Onlar 20 mM Hepes tamponu, pH 7.4, 150 μg/ml sikloheksimid və 20% fetal dana zərdabından ibarət fenol qırmızısı (Biomayelər) olmadan 2-3 ml RPMI-də təsvir edilmişdir. Sikloheksimidin konsentrasiyası zülal sintezini 90% maneə törətmək üçün kifayət idi (Cole et al., 1998). Bütün dərmanlar Sigma Chemical Co-dan (Sent-Luis, MO) alınıb. Aşağıdakı antikorlardan istifadə edilmişdir: dovşan poliklonal antiserumu AP1 və furin (J. Bonifacino, Uşaq Sağlamlığı və İnsan İnkişafı Milli İnstitutu [NICHD], Milli Sağlamlıq İnstitutu [NIH]) GM130 üçün dovşan poliklonal antiserumu (G. Warren, Imperial Cancer). Araşdırma Fondu, London, Böyük Britaniya) dovşan poliklonal antiserum β-COP və, siçan monoklonal antikorları hemaglutinin (HA) (HA.11 Berkeley Antikor, Richmond, CA). Rodaminlə birləşdirilmiş ikincil antikorlar Southern Biotechnology (Birmingham, AL) şirkətindən alınmışdır.

Floresans Mikroskopiyası və Şəkil Emalı

Hüceyrələr 100× Zeiss PlanApochromat yağa batırma obyektivi NA 1.4 olan Zeiss LSM 410 (Carl Zeiss Inc., Thornwood, NY) və ya Nikon Planapo 60× ilə Zeiss dik model 3 fotomikroskopu ilə 40° və ya 32°C-də təsvir edilmişdir. Argus-10 təsvir prosessoruna (Hamamatsu, Hamamatsu Şəhəri, Yaponiya) qoşulmuş silikonla gücləndirilmiş hədəf video (SIT) kamerası VE1000SIT (Dage-MTI, Michigan City, IN) ilə təchiz edilmiş yağa batırma obyekti NA 1.4. Temperatur Nevtek hava axını mərhələsi inkubatoru (Burnsville, VA) ilə idarə edilmişdir. Konfokal mikroskopda GFP molekulları kripton-arqon lazerinin 488 xətti ilə həyəcanlandı və 515-540 diapazonlu filtrlə təsvir edildi. Rodamin etiketli antikorlar 568 xətti ilə həyəcanlandı və uzun keçid 590 filtri ilə təsvir edildi. SIT video mikroskop sistemində VSVG-GFP ifadə edən hüceyrələrin görüntülənməsi üçün şərti flüoresan görüntüləmə üçün filtr dəstləri və neytral sıxlıq filtrindən istifadə edilmişdir. SIT kamerasından alınan şəkillər rəqəmsallaşdırıldı və PCI əsaslı LG-5 video tutma kartı (Scion, Frederick, MD) və 768 Mbayt ilə təchiz edilmiş Apple Power Macintosh 9600/200 ilə birbaşa RAM-a (8-15 kadr/s) yığıldı. RAM sahəsi. Şəklin çəkilməsi, işlənməsi və məlumatların avtomatik və əl ilə alınması NIH Image 1.62 (Wayne Rasband Analytics, Research Services Branch, NIH, Bethesda, MD) istifadə edərək həyata keçirilib. Analoq videoya ixrac Targa 1000 şəkil çəkmə lövhəsi (Truevision, Santa Clara, CA) ilə həyata keçirilib.

Kinetik Analiz və Kəmiyyət üçün Konfokal Şəklin Alınması

Konfokal rəqəmsal təsvirlər (bax. Şəkil 1-3) bütün hüceyrəni saxlamaq üçün Zeiss Plan-Neofluor 25× yağa batırma obyektivi NA 0.8 150 sancaq deşiyi (~22 μm fokus dərinliyinə uyğundur) istifadə edərək toplanmışdır. fokus dərinliyinin mərkəzi və beləliklə, VSVG–GFP fokus müstəvisindən uzaqlaşaraq flüoresans effektivliyindəki dəyişiklikləri minimuma endirmək üçün. Hızlandırılmış şəkillər 30-50% maksimum lazer gücü və 99% zəifləmə ilə 30-120 s intervalla çəkildi. Aşağı enerji, yüksək zəifləmə və aşağı NA obyektivinin səbəb olduğu daha az konsentrasiyalı həyəcanlandırıcı lazer şüasının birləşməsi 3 saatdan çox təkrarlanan görüntüləmə zamanı əhəmiyyətsiz foto ağartma ilə nəticələndi. Beləliklə, VSVG-GFP-ifadə edən hüceyrələr 40°C-də 20 saat inkubasiya edilmiş və brefeldin A (5 μg/ml) və sikloheksimid (150 μg/ml) iştirakı ilə 3 saat ərzində təsvir edilmiş, ümumi flüoresans intensivliyində heç bir dəyişiklik göstərməmişdir. Ümumi hüceyrə flüoresansı və Golgi ilə əlaqəli flüoresans üçün orta intensivliklər hüceyrədən kənar fon çıxıldıqdan sonra NIH Image 1.62 proqramından istifadə edilərək ölçüldü. Maraqlanan Qolgi bölgələrində (ROI) ER və plazma membranının üst-üstə düşməsi, Golgi bölməsinə qarşı ölçülmüş Golgi flüoresans intensivliyi dəyərləri üstəgəl ER plus plazma membranından kiçik töhfələr uyğunlaşdırmaqla hesablanmışdır. Bu kiçik töhfələrin böyüklüyü birbaşa eksperimental məlumatların ən kiçik kvadratlarına uyğun olaraq qiymətləndirildi.

Flüoresans intensivliyinin GFP molekullarının sayına çevrilməsi

Tək hüceyrədə ifadə olunan VSVG–GFP molekullarının sayı rəqəmsallaşdırılmış şəkillərdə ümumi hüceyrə piksel intensivliyi dəyərinin eyni gücdə, zəifləmədə, kontrastda, rekombinant təmizlənmiş GFP (Clontech) məhlullarının məlum konsentrasiyalarının məhlulları ilə yaradılan standart əyri ilə müqayisə edilərək təxmin edilmişdir. və konfokal mikroskopda parlaqlıq parametrləri (Lippincott-Schwartz et al., 1998). 100 μm 2 ROI-də flüoresan, daha sonra 100 μm 2 sahənin və tam eninin yarısının məhsulu ilə müəyyən edilən maraq dairəsi daxilində olduğu təxmin edilən GFP molekullarının sayına qarşı quruldu.FWHM). FWHM, intensivliyin fokus müstəvisinə nisbətən 50% olduğu təyyarələr arasında z istiqamətində məsafədir. Tənlikdəki kimi hesablana bilər (Zeiss konfokal mikroskop təlimatından əldə edilmişdir),

harada λ1 = emissiya dalğa uzunluğu (nm) λ2 = həyəcan dalğa uzunluğu (nm) NA = ədədi diyafram M = böyütmə n = immersion mühitin sınma əmsalı P = rəqəmsal vahidlərdə pinhole qəbulu. Kinetik analiz üçün məlumatların alınması zamanı 22 μm FWHM verən 9,84 pin dəliyi qəbulu istifadə edilmişdir. GFP molekullarının ümumi flüoresansa qarşı qrafikləri (sahədəki piksel dəyərlərinin cəmi) bu yazı boyunca GFP konsentrasiyaları diapazonunda dəqiq xətti funksiya ilə təchiz edilmişdir.

Standart əyrinin yaradılması zamanı FWHM-nin flüoresan siqnalına töhfə verən nümunənin z-ölçülü qalınlığına yaxınlaşması və həcm daxilində flüoresansın aşkarlanmasının səmərəliliyinin sabit olduğu güman edilirdi. The validity of these assumptions was confirmed by imaging spherical droplets of GFP solution in oil with diameters smaller then the FWHM but also within the range of analyzed cells and organelles. In applying the standard curve to living cells, we assumed that the fluorescence parameters (i.e., quantum yield, detection efficiency, and proportion of properly folded and fluorescent GFP molecules) were similar for GFP chimeras in cells and for GFP in aqueous solution (Piston et al., 1998).

Kinetic Modeling of the Secretory Pathway

To extract information from the time-lapse digital images, standard techniques of kinetic analysis were adapted to fluorescence microscopy. The model used is shown in Fig. 2,A, and contains seven parameters whose values could be determined from the fluorescence data. There are three independent rate constants: KER is the effective overall rate constant for a two-compartment ER which was used to approximate the lag associated with VSVG folding, sorting, and export KG characterizes the rate-limiting steps between arrival in the Golgi and arrival in the PM, and KPM represents the rate-limiting steps between arrival at the PM and lysosomal degradation. There are also three sampling efficiencies, and one initial value for VSVG–GFP in the ER at the switch to permissive temperature. Values for the physiologically important parameters are given in Results (Table I). A small portion of the ER and PM is sampled in the Golgi ROI simply because a portion of these membranes overlays the Golgi region. These contaminating fractions were found to be 16.2 ± 8.8 (SD)% for ER contamination of the Golgi fluorescence and 15.5 ± 9.8 (SD)% for PM contamination of the Golgi fluorescence. These numbers were obtained by least squares fitting and represent the fractions of the ER and the PM that fell within the Golgi ROI outlined in Fig. 1 B. The sampling efficiency for Golgi fluorescence itself was found to be 86.5 ± 24.7 (SD)% and represents the efficiency with which light was collected from the Golgi compartment. We suspect this is less than 100% due to the complex geometry of the Golgi apparatus, the possibility that there is significant Golgi thickness flanking the focal plane, or because the fluorescent molecules are more tightly packed in the Golgi resulting in quenching of the fluorescence signal. In contrast, when the entire cell is taken as the region of interest, all the ER fluorescence was collected (sampling efficiency, 100%) and the resulting sampling efficiency for the plasma membrane was found to be 100% (measured over the entire cell, not just the Golgi) in nearly all cells analyzed (overall average: 97.8 ± 6.2 [SD]%).

These compartments and processes were translated to the corresponding system of mass-balance ordinary differential equations using the SAAM II (v 1.1) software (SAAM Institute, Seattle, WA) (Foster et al., 1994). The two data sets, total cell fluorescence and Golgi fluorescence, were fitted simultaneously using the generalized nonlinear least squares optimization procedure (Bell et al., 1996) in the SAAM II software to quantify the rate constants and sampling efficiencies for each cell. In other words, for each cell, the same rate constants and sampling efficiencies account for both data sets. This simultaneous fitting is essential it is impossible to estimate KERKG from the time course of Golgi fluorescence alone. Mean residence times reported in Results are calculated as reciprocals of the effective exit rate constant for the cellular compartment in question. Convergence was achieved for all data sets with only an occasional (10 out of 67 cells analyzed) requirement for inclusion of a Bayesian, a priori, term based on the entire population. All the individual cells' rate constants and sampling efficiencies were readily estimated from the experimental data. Summarizing for all the cells in Table I, the mean coefficients of variation were 2.1% for KER, 2.5% for KG, 5.0% for KPM, 2.8% for the Golgi sampling efficiency, 4.3% for the contribution of ER to the Golgi ROI, and 3.5% for the contribution of the PM to the Golgi ROI. This means that all of the individual values, which contribute to the mean and standard deviations reported in Results, were determined with precision. Statistical significance of differences among the experimental groups (reported in Table I) was assessed using the standard t test for populations with unequal variance. Model hypothesis testing applying Michaelis– Menten rate laws was preformed using SAMMII (Foster et al., 1994).

Kinetic Modeling of PGCs

The same techniques and software were applied to the analysis of data on post-Golgi traffic via PGCs, shown in Fig. 7. In this case the model (see Fig. 7 C) contains four parameters whose values could be determined from the simultaneous fitting of PGC fluorescence and total fluorescence in the ROI. These parameters are the initial postbleach fluorescence in the Golgi compartment, the rate constant distributing VSVG–GFP to PGCs, the rate constant distributing VSVG–GFP to the other pathway, and the residence time for VSVG–GFP in PGCs. The least squares optimizer determined these parameters with coefficients of variation of 16.8, 19.6, 21.5, and 7.9%, respectively. Interestingly, the optimizer could not determine the residence time for VSVG–GFP arriving in the ROI by the other pathway, except to require that it be much (at least 17-fold) shorter than the residence time in PGCs. This suggests that the other pathway is not likely to represent post-Golgi intermediates that travel via microtubular tracks (since their residence times would be similar to PGCs), and may instead represent VSVG–GFP that has diffused into the ROI from regions of the PM outside the ROI. Derived parameters such as the fraction of post-Golgi traffic distributed to measured PGCs, the fraction distributed to the other pathway, and the residence time in the PGCs were determined with coefficients of variation of 5.2, 8.2, and 7.9%, respectively. Sampling efficiencies were taken as 100% for all structures in this ROI since they are in the most peripheral and flattened portion of the imaged cell.


Əlavə məlumat

β-barrels comprise an even number of β-strands, ranging from 8 to 24, that are arranged in an antiparallel fashion.

Bacterial enzymes located in the periplasm of Gram-negative bacteria that cleave β-lactam antibiotics such as penicillins, cephalosporins and carbapenems.

Ion accompanying a charged amino acid to maintain charge neutrality. Whereas the amino acid is fixed, the counterion is solubilized in the aqueous phase and moves with the electric field.

Graphics processing units

Hardware components of a computer able to increase computational speed by performing parallel calculations. They are typically used for gaming, but their use has been extended to use by scientific software that runs much faster (a factor of 10–100) than on a normal central processing unit.

Electric dipole moment applied to compounds or molecules. It provides information on the distribution of charges in the scaffold. A zwitterionic molecule possesses a large dipole when the two charged groups are far apart.