Valkude lateraalne asümmeetria: valgud võivad moodustada klastreid (kogumeid) membraani pinnal, nad ei ole ühtlaselt jaotatud. Lipiidide lateraalne asümeetria: lipiidid võivad moodustada klastreid membraani pinna, nad ei ole ühtlaselt jaotatud; lipiidklastrite teket saab indutseerida (faaslahutamine). Membraanide transversaalne asümmeetria: asümeetria risti membraani suhtes. Valkude transversaalne asümmeetria: valgud ei paikne kaksikkihis sümmeetriliselt. Ntks glükoforiini N-terminus on ekstratsellulaarne ning C-terminus intratsellulaarne. Lipiidide transversaalne asümmeetria: paljude membraanide lipiidses kaksikkihis on sise- ja väliskihi koosseis erinev. Membraani faasiüleminekud. Üleminekutemperatuur e "sulamistemperatuur" (Tm) membraani iseloomustav suurus, sõltub membraanilipiidide polaarse peagrupi tüübist, atsüülahelate pikkusest ja küllastamatusest. Allpool Tm'i on
Membraan võib sisaldada ka steroole ja ka süsivesikuid. Membraan ei ole staatiline (Vedela mosaiigi mudel).Selle mudeli järgi liigivad lipiidid ja valgud piki membraani monokihti ning lipiidi ahelatel on võimalik painduda ja pöörelda. Membraanide asümmeetrilisus ühe kihi piires(lateraalne asümmetria):valgud ja lipiidid võivad moodustada klastreid ehk koonduda gruppidesse. Membraanide asümmeetrilisus kihtide piires väljendub selles, et valgud ei paikne membraani kaksikkihis sümmeetriliselt ning lipiidikaksikkihi väliskiht ei koosne samadest lipiididest kui sisekihi lipiidid. Membraani omadusi om võimalik muuta temperatuuri muutmisega. Kui alandada temperatuuri siis muutuvad membraanilipiidid jäigaks ning nad pakitakse omavahel tihedalt kokku. Liiga kõrgel temperatuuril väheneb membraani paksus ning suureneb selle pind kuna lipiidid muutuvad elastsemaks ja liikuvamaks. Membraani faaside ülemineku temperatuur sõltub täiesti membraani koosseisu
adsorbeeruvad osaliselt pinnale, kuid ei kompenseeri täielikult liias olevaid ioone. Tuuma pinna lähedal on ülekaalus elektrivälja mõju, kauguse suurenedes see nõrgeneb. 3. Sõnastage elektrilise kaksikkihi teooria põhiseisukohad (Gouy-Chapmani ja Sterni mudelid). Gouy teooria alusel saab lisaks summaarsele elektrilise kaksikkihi laengule määrata ka katioonide ja anioonide osalaenguid elektrilises kaksikkihis. Gouy teooria tuletamisel on tehtud kolm lihtsustust (eeldust): (1) Elektriväli elektrilises kaksikkihis on kirjeldatav Poissoni võrrandiga 2j = - r/ eoe , kus 2 on Laplace'i operaator ja on ruumiline laengutihedus. Poissoni võrrand eeldab, et elektriväli on elektrilise kaksikkihi piires pidev ja potentsiaali on võimalik määrata igas välja punktis. Kahjuks ilmneb reaalsetes süsteemides elektrivälja tugevuse ebaühtlus, mis on seotud sellega, et ioonid
reaktsioone Inhalatsioonianesteetikumid Dietüüleeter · Mõjub ärritavalt hingamisteedele, pindmise anesteesia korral hüperventilatsioon, sügava anesteesia korral hüpoventilatsioon. Lihaseid lõõgastav toime, iiveldus. Naerugaas (N2O) · Valuvastane toime, inaktiveerib organismis B12 vitamiini; 30...70% segu hapnikus Halogeniseeritud süsivesinikud · On lipofiilsed, akumuleeruvad rakumembraani lipiidses kaksikkihis. Avaldavad toimet membraani valkudele, nt ATP-tundlikele K+-kanalitele. Anesteesia saabub kiiresti, sissehingamisel mõne minuti jooksul. · Halotaan · Isofluraan · Enfluraan Inhaleeritavad ravimid veres · Anesteetikumi tase ajus sõltub aine lahustuvusest, kontsentratsioonist sissehingatavas gaaside segus, kopsuventilatsioonist, verevoolust kopsudes ning anesteetikumi tasemete vahest arteriaalses ja venoosses veres
nagu kompleksid I ja III prootonite pumbana. Sisaldab rea redokstsentreid analoogiliselt eelmiste kompleksidega. Tsütokroom c oksüdaasil on imetajate mitokondrites 13 subühikut, 28 transmembraanset domeeni, molekulmass ca 210000 Da. 3 subühikut kodeeritud mitokondriaalse genoomi poolt ja just need sisaldavad redokstsentreid. 10 tuuma genoomi poolt kodeeritud polüpeptiidi on regulatoorse või isoleeriva funktsiooniga. Hapnik jõuab aktiivtsentrisse kanali kaudu, mis algab lipiidses kaksikkihis. Arvestades hapniku suuremat lahustuvust lipiidides on see tegelikult ootuspärane. Elektronid jõuavad tsütokroomi oksüdaasini mobiilse kandja, tsütokroomi c vahendusel. Tsütokroomid vahendavad elektrone ühekaupa ja kuivõrd 1 hapniku molekuli redutseerimiseks kulub 4 elektroni, on vaja nelja tsütokroom c molekuli sidumine kompleksiga IV membraanidevahelise ruumi suunast. Laengu viimine valgu sisemusse, st elektroni loovutamine kompleksile, on energeetiliselt kulukas protsess.
keskkonnast kätte vees lahustuvaid (hüdrofiilseid) toitaineid. Ilmselt omandas ürgrakk keskkonnast aineid difusiooniga ja selleks ei sobi liiga läbiskmatu (hüdrofoobne) membraan. • Kaasaegsete rakkude membraanid koosnevad hüdrofoobsete fosfolipiidide kaksikkihist, mida ei läbi hüdrofiilsed molekulid (näiteks Valguline kanalsuhkrud). Need lähevad rakku läbi membraanis membraani lipiidses paiknevatele valguliste kanalite. kaksikkihis Kaasaegsete rakkude membraan Mikrobioloogia I 2017 koosneb fosfolipiidide kaksikkihist, millesse on sukeldatud valgud Sidney Fox’i katse: ürgraku membraan võis olla valguline. Sidney Fox tegi ürgrakke (mikrokerasid), keetes proteinoide (abiootiliselt sünteesitud peptiide) lühikest aega soolalahuses ja seejärel segu jahutades. Moodustusid mikrokerad e. nn ürgrakud. Kui S. Fox kuumutas aminohapete segu
inertne substraat valkainetele. membraanis sisalduvad lipiidid ja membraanivalgud liiguvad vabal küljele ja tagasi, see näitab, et membraan ei ole tahke, vais pigem vedel. b) Lateraalne asümmeetria - asümmeetria monokihi piires: valgud ja lipiidid võivad moodustada kogumeid (klastreid) membraani pinnal, nad ei ole ühtlaselt jaotatud. Transversaalne asümmeetria - ristimembraani asümmeetria: valgud ei paikne membraani kaksikkihis sümmeetriliselt; lipiidses kaksikkihis on sise- ja väliskihi koosseis erinev 4. Kujutage joonisel membraani faasiüleminekut ja nimetage, mida iseloomustab üleminekutemperatuur Tm. Üleminekutemperatuur e "sulamistemperatuur" - membraani iseloomustav suurus, sõltub membraanilipiidide polaarse peagrupi tüübist, atsüülahelate pikkusest ja küllastamatusest. Allpool üleminekutemperatuuri on membraanilipiidid jäigad ja tihedalt pakitud, ülalpool
Nt hemoglobiin verelibledes või rakumembraani trasnportvalgud Denaturatsioon- valkude kõrgemat järku struktuuride lagunemine (kuumutamisel, tehnilisel töötlemise) Renaturatsioon- kõrgemat järku struktuuride taastumine Valkude hüdrolüüs- peptiidsidemete lõhkumine e primaarstr. Lagunemine (hapetes keetmisel) LIPIIDID Ülesanded: Energeetiline fun. energia varuaine, lagundamine võta kauem aega Ehituslik fun. rakumembraani fosfolipiidses kaksikkihis, närvikiudude isolatsioon Kaitsefun. kaitse põrutuste eest, liigse kuumuse/külma eest, vahakiht taimi haigustekitajate eest Bioregulatoorne- testosteroon on nt lipiidse eshitusega Hoiab temperatuuri Küllastunud rasvhapped sisaldvad ainult molekulis ainult üksiksidemeid. Küllastumata rasvhapped-molekulides esinevad kaksiksidemed. Lihtlipiidid- glütseroolist ja rasvhappejääkidest koosnevad molekulid, nt rasvad, õlid, vahad
soojusliikumine segab polaarsete molekulide orientatsiooni. 2. Induktsioonijõud – tekivad polarisatsiooni tagajärjel (väline elektriväli loob indutseeritud dipoolid). Orientatsioonijõududest nõrgemad, ent temperatuuri suhtes palju vähem tundlikud. 3. Dispersioonijõud – nõrgimad, ent on alati olemas. ! Kolloid osa ! I variant 1. Rakumembraani struktuur ja koostis, kuidas toimub ainete transport. Donnani memraani tasakaal. ! Fosfolipiidid on kaksikkihis ning lisaks on nende vahel valgud, mis on võimelised ringi liikuma. Ainete transport toimub läbi rakumembraanide. Membraani läbivad suhteliselt hõlpsasti veemolekulid ja veel mõned molekulid (O2, CO2, uurea jt). Liipidset kaksikkihti ei läbi paljud ioonid (K+, Na+, Ca2+, Cl- jt), väikesed hüdrofiilsed molekulid ja makromolekulid. Transpordimehhanismid: passiivne transport (piki kontsentratsioonigradienti) ja aktiivne transport (vastu kontsentratsioonigradienti).
jäigad tasapinnalised alad. Kolesterooli leidub paljude rakkude membraanides. Eriti palju on teda imetaja rakkude membraanis kuid praktiliselt puudub prokarüootide membraanis. Taimeraku membraanides on 30- 50% lipiididest steroidid (kolesterool ning teised taimedele iseloomulikud steroidid). · Teine ehituskomponent on valgud (perifeersed ja integraalsed). Valgud ja lipiidid on omavahel seotud nõrgalt, põhiliselt mittekovalentsete sidemetega st valgud võivad vabalt lipiidses kaksikkihis liikuda; Valgu hulk eri rakutüüpide membraanides on erinev: närviraku aksoni müeliinmembraanis, mille ülesanne on põhiliselt isoleerida, on valku alla 25%; mitokondrite ja kloroplastide membraanides, mis tegelevad energia muundamisega, on valku 75. Kuigi membraanide baasstruktuur põhineb lipiidsel kaksikkihil, on just membraanis olevad valgud need, mis toimetavad spetsiifilisi funktsioone: 1) ainete transport läbi membraani 2) ioongradientide tekitamine
jäigad tasapinnalised alad. Kolesterooli leidub paljude rakkude membraanides. Eriti palju on teda imetaja rakkude membraanis kuid praktiliselt puudub prokarüootide membraanis. Taimeraku membraanides on 30- 50% lipiididest steroidid (kolesterool ning teised taimedele iseloomulikud steroidid). Teine ehituskomponent on valgud (perifeersed ja integraalsed). Valgud ja lipiidid on omavahel seotud nõrgalt, põhiliselt mittekovalentsete sidemetega st valgud võivad vabalt lipiidses kaksikkihis liikuda; Valgu hulk eri rakutüüpide membraanides on erinev: närviraku aksoni müeliinmembraanis, mille ülesanne on põhiliselt isoleerida, on valku alla 25%; mitokondrite ja kloroplastide membraanides, mis tegelevad energia muundamisega, on valku 75. Kuigi membraanide baasstruktuur põhineb lipiidsel kaksikkihil, on just membraanis olevad valgud need, mis toimetavad spetsiifilisi funktsioone: 1) ainete transport läbi membraani 2) ioongradientide tekitamine
valkudele nõrkade jõudude abil. Neid on kerge membraanilt dissotseerida. · Integraalsed ehk sisemised valgud on tugevasti kinnitunud lipiidi kaksikkihti. Membraanist võimalik eraldada ainult membraani denatureerides. Võivad olla transmembraansed või ainult olla ühes lipiidikihis. · Lipiid-ankurdatud valgud Membraantransport Väikesed apolaarsed ained lahustuvad membraani lipiidses kaksikkihis ning suudavad membraani iseseisvalt läbida. Polaarsed ja laetud ühendid ning ioonid vajavad membraanvalkude abi. · Passiivne difusioon transporditavad osakesed liiguvad õrgemalt kontsentratsioonilt madalama kontsentratsiooni poole. · Soodustatud difusioon lahustunud ained saavad liikuda ainult termodünaamiliselt eelistatud suunas, kuigi G<0, vajavad valkude abi
Põua tingimustes toimub veekadu peamiselt veesäilitus-rakkudest mitte aga fotosünteesivatest rakkudest. Tänu väga elastsetele rakuseintele (väike ε) ja osmootikumide vähendamisele põua - fotosünteesivad rakud). Rakkude veekadu sõltub membraani hüdraulilisest juhtivusest vee liikumisele Millest sõltub takistus vee liikumisele raku sees ? • Plasmodesmide olemasolu • Lipiidide hüdrofoobsus kaksikkihis • Akvaporiinid ja nende regulatsioon - Akvaporiinid on membraanide veekanalid mille juhtivust on võimalik reguleerida VESI MULLAS Mulla veemahutavus ja kättesaadavus taimedele sõltub mullaosakeste (ja nendevaheliste pooride) suurusest MULLA VÄLIVEEMAHUTAVUS on kapillaarvee absoluutne hulk mullas (grammi vett 100 g kuiva mulla kohta, % kuivmassist). Väliveemahutavus sõltub oluliselt pooride hulgast ja suurusest mullast.
Siit järeldub, et kui lahuse konts on väike, siis koonduvad need ioonid hajusalt. Tagajärjeks on kaksikkiht suurem. Kui suurem, siis koonduvad need ioonid tihedamalt. Tagajärjeks on kaksikkiht väiksem. Sealjuures on paremaks vastasiooniks selline ioon, mis on suure raadiusega (nagu adsorptsiooni korral). Seega, kui lisame elektroodile indiferentset elektroodi, mis sealjuures sisaldab sama vastasiooni, mis juba on kaksikkihis. Kaksikkiht hakkab õhenema. Uurime mis selle tagajärjel toimub. Nagu näeme, tseeta potentsiaal väheneb. Lõpuks võime järeldada, et suurema raadiusega vastasiooni lisamisel väheneb see veelgi kiiremini. Kui aga vastasiooni peab välja vahetama (vahetusadsorptsioon), siis võib olukord olla teine. Kui vahetada välja ühevalentsed vastasioonid kahe või kolmevalentsete vastu, võib potentsiaal muutuda suurel määral või isegi märki vahetada.
Inhalatsioonianesteetikumid Dietüüleeter · Mõjub ärritavalt hingamisteedele, pindmise anesteesia korral hüperventilatsioon, sügava anesteesia korral hüpoventilatsioon. Lihaseid lõõgastav toime, iiveldus. Naerugaas (N2O) · Valuvastane toime, inaktiveerib organismis B12 vitamiini; 30...70% segu hapnikus Halogeniseeritud süsivesinikud · On lipofiilsed, akumuleeruvad rakumembraani lipiidses kaksikkihis. Avaldavad toimet membraani valkudele, nt ATP-tundlikele K+-kanalitele. Anesteesia saabub kiiresti, sissehingamisel mõne minuti jooksul. (Halotaan37, isofluraan, enfluraan,metoksüfluraan. Inhaleeritavad ravimid veres · Anesteetikumi tase ajus sõltub aine lahustuvusest, kontsentratsioonist sissehingatavas gaaside segus, kopsuventilatsioonist, verevoolust kopsudes & anesteetikumi tasemete vahest arteriaalses-venoosses veres · Lahustuvust väljendatakse jaotuvuskoefitsendina,38.
lammutavad nimetatakse kataboolseteks. Kataboolsed reaktsioonid toodavad rohkem energiat kui kulutavad. Keemilisi reaktsioone, mis kombineerivad lihtsamaid molekule ja monomeere keha komplekssete struktuuriliste ha funktsionaalsete komponentide moodustamiseks nimetatakse anaboolseteks. Anaboolsed reaktsioonid on peptiidsidemete tekkimine aminohapete vahele valgu sünteesi käigus, rasvhapetest fosfolipiidide moodustamine rakumembraani kaksikkihis ja glükoosi monomeeridest glükogeeni saamine. Anaboolsed reaktsioonid kulutavad rohkem energiat kui toodavad. Katabolismi staadiumid: 1. makrotoitainete lõhustumine monomeerideks, ehitusüksusteks 2. monomeeride muundamine metabolismi võtmeühenditeks 3. atsetüül-CoA ja Krebsi tsükli komponentide oksüdatiivne lõhustamine lõpp-produktideks Krebsi tsükli ja hingamisahela koostööna, energia konverteerumine ATP vormi Anabolismi staadiumid: 1
BIOFÜÜSIKA ERIOSA Konspekti koostamisel on kasutatud loengumaterjale, Silverthorni „Human physiology“, Sartoriuse „Biofüüsika“, mõmmi konspekti ja internetis leiduvat materjali.s 24) Bioloogiliste membraanide struktuur. Membraanid moodustavad 80% loomsete rakkude kuivkaalust. Rakumembraani paksus on umbes 8nm. 1972 Singer-Nicolsoni mudel, mille kohaselt fosfolipiidid on kaksikkihis(seda teati juba varem) ning lisaks on nende vahel valgud, mis on võimelised ringi liikuma. Demonstreerimiseks liideti inimese ja hiire rakud- algul olid hiire valgud ühel pool rakku ja inimese omad teisel pool, kuid 40 min pärast olid valgud ühtlaselt jaotunud. Ka lipiidid saavad ühe lipiidikihi piires üsna vabalt liikuda, kuid vertikaalne „flip- flop“ liikumine on väga aeglane.Valgud võivad ulatuda läbi kogu membraani või kinnitada sisse- või väljapoole
annaabi.ee 
