биофизика мембран укр.
.pdf
81
Місце в структурно-логічній схемі спеціальності. Дисципліна спеціалізації
«Біофізика мембран» є складовою циклу професійної підготовки фахівців освітньокваліфікаційного рівня «бакалавр» за напрямом «біологія», базовою теоретичною і частково методичною основою для вивчення інших дисциплін спеціалізації: «Біофізика міжклітинних взаємодій», «Структура та функції білків», «Спектроскопія біомакромолекул» тощо.
Дисципліна є базовою для засвоєння знань і вмінь зі спеціальних дисциплін у системі професійної підготовки освітньо-кваліфікаційних рівнів «спеціаліст» і «магістр», зокрема: «Механізми міжклітинної комунікації», «Біофізична мембранології», «Біофізика іонних каналів».
«Біофізика мембран», як один з розділів біофізики, має справу з надмолекулярними структурами живої клітини, серед яких особливе місце займають мембранні структури клітин та субклітинних компонентів.
Система контролю знань та умови складання заліку. Дисципліна спеціалізації «Біофізика мембран» оцінюється за модульно-рейтинговою системою. Вона складається з двох модулів. Результати навчальної діяльності студентів оцінюються за 100-бальною шкалою.
Форми поточного контролю: оцінювання контрольних робіт та самостійних завдань. Максимальна кількість балів, яку студент може отримати за виконання завдань поточного контролю в кожному зі змістових модулів, наведена у таблиці.
Модульний контроль: 2 модульні контрольні роботи.
Змістовий модуль 1
Вид роботи |
Бали |
контрольне опитування |
5 |
домашнє самостійне завдання |
5 |
модульна контрольна робота №1 |
20 |
Сума |
30 |
Змістовий модуль 2 |
|
|
|
Вид роботи |
Бали |
контрольне опитування |
5 |
домашнє самостійне завдання |
5 |
модульна контрольна робота №2 |
20 |
Сума |
30 |
Студенти отримують підсумкову рейтингову оцінку за 100-бальною шкалою, яку розраховують за накопичувальною системою як суму балів, отриманих студентом за поточні модулі. В таблиці представлена максимальна кількість балів за змістові модулі та розрахунок підсумкової оцінки за накопичувальною системою з курсу «Біофізика мембран». Курс складається з 2-х змістових модулів.
Підсумкова рейтингова оцінка з курсу «Біофізика мембран» виставляється після обов’язкового відпрацювання усіх занять. У випадку відсутності студента, він може відпрацювати пропущене заняття у позааудиторний час (пропущених занять не може бути більше половини від загальної кількості занять). За відсутності студента
82
при написанні модульної контрольної роботи з поважних причин, які підтверджені документально, він має право на написання такої роботи упродовж двох тижнів. За неявки студента у зазначений термін без поважних причин кількість балів цього модуля дорівнює нулю.
Загальна кількість балів, які можуть отримати студенти з курсу «Біофізика мембран»
|
Змістовий модуль 1 |
Змістовий модуль 2 |
Залік |
Підсум- |
||
Максималь |
Поточний |
Тест |
Поточний |
Тест |
|
кова |
на кількість |
контроль |
(модульна |
контроль |
(модульна |
|
оцінка |
балів |
|
контрольна |
|
контрольна |
|
|
|
|
робота 1) |
|
робота 2) |
|
|
|
10 |
20 |
10 |
20 |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
Сума |
|
30 |
|
30 |
40 |
100 |
Підсумкове тестування. Студенти, у яких загальний рейтинг за семестр є нижчим за 60 балів, обов'язково проходять підсумкове тестування. Максимальна кількість балів, яку можна отримати після підсумкового тестування, не може перевищувати 40% від раніше отриманих балів за змістові модулі.
Також підсумкове тестування можуть пройти ті студенти, які мають позитивний рейтинг, але бажають підвищити його. Підсумкова рейтингова оцінка студента, який набрав задовільну кількість балів, але бажає підвищити свій рейтинг, оцінюється як середня від суми балів, набраних протягом семестру та отриманих на підсумковому тестуванні
О=(ПРО+ПТ) : 2,
де О – остаточна підсумкова рейтингова оцінка; ПРО – підсумкова оцінка, отримана протягом семестру; ПТ – оцінка, отримана за підсумковий тест.
Отже, за результатами підсумкового тесту студент може отримати не лише вищу, але й нижчу від семестрової остаточну оцінку.
Отримана кількість балів переводиться в оцінку за традиційною п’ятибальною системою і виставляється у залікову відомість.
НАВЧАЛЬНО-ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН ЛЕКЦІЙ ДИСЦИПЛІНИ
№ |
|
Кількість годин |
||
лекції |
Назва лекції |
Лекції |
|
Самостійна |
|
|
|
|
робота |
|
Змістовий модуль 1. |
|
|
|
|
«Загальні принципи організації біологічних мембран. |
|
||
|
Методи дослідження біомембран» |
|
||
|
|
|
|
|
1 |
Історичний огляд становлення |
2 |
|
2 |
|
мембранології |
|
|
|
2 |
Мембрана як універсальний компонент |
2 |
|
2 |
|
біологічних систем: загальні принципи |
|
|
|
|
організації біомембран |
|
|
|
3 |
Структура і властивості ліпідів. Склад |
2 |
|
2 |
|
мембран |
|
|
|
4 |
Мембранні ліпіди. Організація ліпідів у |
2 |
|
2 |
83
|
біологічних мембранах |
|
|
5 |
Мембранні білки |
2 |
2 |
6 |
Особливості міжмолекулярних взаємодій |
2 |
2 |
|
у мембранах |
|
|
7 |
Застосування фізико-хімічних методів |
2 |
2 |
|
при дослідженні біомембран |
|
|
8 |
Застосування фізико-хімічних методів |
2 |
3 |
|
при дослідженні біомембран |
|
|
9 |
Модельні мембранні системи |
2 |
3 |
|
Модульний контроль (тест, контрольна |
|
|
|
робота, колоквіум) |
|
|
|
Модульна контрольна робота 1 |
|
|
|
Змістовий модуль 2. |
|
|
|
«Біофізичні основи функціонування біомембран» |
|
|
|
|
|
|
10 |
Рідкі кристали. Структура і властивості |
2 |
2 |
11 |
Фазові переходи у ліпідних системах |
2 |
2 |
12 |
Фазові переходи у ліпідних системах |
2 |
3 |
13 |
Властивості біомембран (електричні, |
2 |
2 |
|
механічні, пружні та ін.) |
|
|
14 |
Ліпідні пори: будова та роль у |
2 |
3 |
|
функціонуванні біологічних мембран |
|
|
15 |
Злиття біологічних мембран |
2 |
2 |
16 |
Мембранна патологія |
2 |
2 |
17 |
Фізико-хімічні механізми мембранного |
2 |
2 |
|
потенціалу та електричної збудливості |
|
|
|
Модульний контроль (тест, контрольна |
|
|
|
робота, колоквіум) |
|
|
|
Модульна контрольна робота 2 |
|
|
Всього годин за семестр 72 год. |
34 |
38 |
|
Загальний обсяг 72 год., у тому числі: Лекцій – 34 год., Самостійна робота – 38 год.
Теми лекцій та завдання для самостійної роботи
Змістовий модуль 1.
Тема 1. Загальні принципи організації біологічних мембран
Лекція 1. Тема: «Історичний огляд становлення мембранології» – 2 год.
Історія мембранології: розвиток уявлень про структурну організацію біомембран, вивчення будови та властивостей мембран. Рання історія мембранології. Досліди Гортера-Гренделя. Історичні моделі організації біомембран. Модель ДаніеліДавсона. Сучасні моделі організації біомембран: а) рідинно-мозаїчна; б) миготлива; в) метаморфно-мозаїчна; г) молекулярно-механічна модель та ін. Просторова асиметрія білків і ліпідів у мембранах.
Завдання для самостійної роботи – 2 год.
84
Література [2, 3, 6-10, 15, 26, 34].
Лекція 2. Тема: «Мембрана як універсальний компонент біологічних систем: загальні принципи організації біомембран» – 2 год.
Предмет мембранології. Загальні принципи організації біомембран. Мембрана як універсальний компонент біологічних систем. Будова біомембран: загальна схема. Умови існування живих клітин. Основні функції біологічних мембран (призначення клітинних мембран). Різноманіття клітинних мембран: види мембран за походженням (плазматичні, ядерні, мітохондріальні та ін.). Примембранні білкові структури (мікротрубочки, мікрофіламенти).
Завдання для самостійної роботи – 2 год.
Література [2, 9, 10, 19, 32].
Лекція 3. Тема: «Структура і властивості ліпідів. Склад мембран» – 2 год.
Хімічний склад біомембран (основні компоненти). Порівняльні дані щодо складу мембран: співвідношення білків і ліпідів. Ліпіди біомембран: їхня класифікація. Жирні кислоти. Фосфоліпіди (хімія фосфоліпідів). Гліколіпіди. Функції мембранних ліпідів.
Завдання для самостійної роботи – 2 год.
Література [1, 2, 7, 8, 10, 14, 15, 33].
Лекція 4. Тема: «Структура і властивості ліпідів. Організація ліпідів у біологічних мембранах» – 2 год.
Ліпідний склад біомембран (специфічність фосфоліпідного складу біомембран). Фізико-хімічна характеристика ліпідів. Амфіфільність. Будова ліпідів мембран: а) хімічна структура молекули фосфоліпіду; б) полярні групи фосфоліпідів. Трансмембранна асиметрія ліпідів. Латеральна гетерогенність. Динамічна поведінка мембранних систем: типи рухливості мембранних компонентів та їх часовий діапазон. Переміщення молекул ліпідів у мембрані. Фліп-флоп переходи. Гіпотеза петлі. Конфігурації вуглеводневих ланцюгів. Плинність біомембран.
Завдання для самостійної роботи – 2 год.
Література [1, 2, 7, 8, 10, 14, 15, 33].
Лекція 5. Тема: «Мембранні білки» – 2 год.
Класифікація мембранних білків. Мембранні білки: характеристика та структурні принципи. Функції білків мембран. Принципи структурної організації мембранних білків і способи її прогнозування для трансмембранних білків. Моделі білків. Топографія мембранних білків. Динаміка білків мембран: обертання мембранних білків, латеральна дифузія білків у мембранах, динамічні властивості остова мембранних білків та їх бічних ланцюгів.
Завдання для самостійної роботи – 2 год.
Література [2, 6-8, 12, 26, 34].
Лекція 6. Тема: «Особливості міжмолекулярних взаємодій у мембранах» – 2 год.
Фізико-хімічні основи організації біомембран. Міжмолекулярні взаємодії та їх роль у функціонуванні біомембран. Особливості міжмолекулярних взаємодій у
85
мембранах: ліпід–ліпідні, білково–ліпідні взаємодії. Внутрішньомембранні взаємодії, гідрофобні та електростатичні взаємодії, сили Ван-дер-Ваальса, водневі зв’язки, іонно-молекулярні взаємодії. Роль електростатичних та гідрофобних взаємодій у стабілізації структури біомембран.
Завдання для самостійної роботи – 2 год. Література [2, 7].
Тема 2. Методи дослідження біологічних мембран
Лекція 7. Тема: «Застосування фізико-хімічних методів для дослідження біомембран» – 2 год.
Фізико-хімічні методи при виділенні біомембран. Руйнування клітин, розділення мембран. Критерії чистоти мембранних фракцій. Розділення та аналіз ліпідних компонентів мембран. Солюбілізація ліпідів. Мембранні білки: методи солюбілізації мембранних білків. Виділення і модифікація мембраннозв’язаних компонентів. Детергенти (класифікація, приклади). Взаємодія детергента з мембраною. Очищення мембранних білків. Фізико-хімічні методи для дослідження білків мембран.
Завдання для самостійної роботи – 2 год.
Література [2-8, 13, 22, 31, 32].
Лекція 8. Тема: «Застосування фізико-хімічних методів для дослідження біомембран» – 2 год.
Фізичні методи для дослідження мембран: електронна мікроскопія, рентгеноструктурний аналіз, нейтронографія, калориметричні та дилатометричні вивчення водних дисперсій ліпідів і біомембран. Використання спінових міток для дослідження штучних та біологічних мембран.
Завдання для самостійної роботи – 3 год.
Література [2-8, 13, 22, 32].
Лекція 9. Тема: «Модельні мембранні системи» – 2 год.
Утворення (самозбирання) мембранних структур. Модельні (штучні) ліпідні мембрани. Моношари. Моношар на межі поділу вода-повітря. Бішарові ліпідні мембрани. Ліпосоми як модель для дослідження біомембран. Моноламелярні та мультиламелярні ліпосоми, протеоліпосоми. Властивості штучних мембран, їх використання.
Завдання для самостійної роботи – 3 год.
Література [2, 6-8, 12, 13, 28].
Модульна контрольна робота №1.
Змістовий модуль 2.
Тема 3. Біофізичні основи функціонування біомембран
Лекція 10. Тема: «Рідкі кристали» – 2 год.
Історія відкриття рідких кристалів. Молекулярна будова і структура. Класифікація рідких кристалів: а) нематичні; б) смектичні; в) холестеричні. Властивості рідких кристалів: а) термотропні; б) ліотропні. Поліморфізм ліпідів.
86
Термодинаміка поліморфізма ліпідних структур. Гідратація ліпідів. Водно-ліпідні суміші. Фазові діаграми однокомпонентних водно-ліпідних систем.
Завдання для самостійної роботи – розв’язування задач – 2 год.
Література [2, 7, 11, 18, 32, 34].
Лекція 11. Тема: «Фазові переходи у ліпідних системах» – 2 год.
Фазові переходи ліпідів у біомембранах. Можлива фізіологічна роль переходу “рідина–тверде тіло” в біомембранах. Фазовий перехід і пластичність мембрани. Фазовий перехід і кривизна мембрани.
Завдання для самостійної роботи – розв’язування задач – 2 год.
Література [2, 7, 8, 11, 29, 34].
Лекція 12. Тема: «Фазові переходи ліпідів у біомембранах». – 2 год.
Метод диференційної сканувальної мікрокалориметрії. Аналіз фазових переходів. Параметри кривих теплоємності, криві плавлення, фазова рівновага, кооперативність фазових переходів. Кінетика фазового переходу, ширина зони переходу. Мезоморфні стани ліпідів. Поняття про кооперативну одиницю.
Завдання для самостійної роботи – розв’язування задач – 3 год.
Література [2, 7, 8, 11, 33].
Лекція 13. Тема: «Основні фізичні властивості біомембран» – 2 год.
Електричні властивості мембран: опір, ємність, електропровідність, поверхневий потенціал бішарових ліпідних мембран. Механічні властивості мембран: мікров’язкість, плинність та пружність біомембран. Моделі взаємодії макромолекул у двовимірному середовищі. Межі поділу фаз.
Література [2-4, 6-8, 10, 18, 27, 30].
Завдання для самостійної роботи – розв’язування задач – 2 год.
Лекція 14. Тема: «Ліпідні пори: будова та роль у функціонуванні біологічних мембран» – 2 год.
Ліпідні пори і стабільність мембран. Модель ліпідної пори. Ліпідні пори і проникність мембран. Ліпідний склад біологічних мембран. Циліндричні та конусні ліпіди. Роль конусних ліпідів у модифікації мікрокривизни ліпідного бішару. Вплив локальних напружень бішару, пов’язаних зі зміною мікрокривизни, на функціонування іонних каналів.
Завдання для самостійної роботи – розв’язування задач – 3 год.
Література [1, 2, 7, 10, 12, 33, 34].
Лекція 15. Тема «Злиття біологічних мембран» – 2 год.
Злиття біологічних мембран. Злиття біомембран при екзоцитозі. Злиття бішарових ліпідних мембран (БЛМ). Механізм напівзлиття. Модель сталків.
Завдання для самостійної роботи – розв’язування задач – 2 год.
Література [2, 7, 10, 33, 34].
Лекція 16. Тема «Клітинна та мембранна патологія» – 2 год.
87
Надмолекулярна організація біомембран. Перекисне окислення ліпідів. Гіпертонія. Цукровий діабет. Демієлінізація. Стрес. Апоптоз.
Завдання для самостійної роботи – розв’язування задач – 2 год. Література [2, 7, 25].
Лекція 17. «Фізико-хімічні механізми мембранного потенціалу та електричної збудливості» – 2 год.
Взаємодія іонів з мембранами. Спряженість потоків. Швидкість дифузії. Пасивний транспорт речовин крізь мембранні структури. Рівняння Фіка. Коефіцієнт проникності мембрани для речовини. Рівняння Нернста-Планка. Електрохімічний потенціал. Рівняння Теорелла. Природа мембранного потенціалу спокою (рівноважний потенціал Нернста, дифузійний потенціал). Потенціал дії та причини його виникнення. Еквівалентна електрична схема мембрани. Феноменологічні рівняння Ходжкіна-Хакслі. Рівняння Ходжкіна-Хакслі для процесу поширення потенціалу дії у нервових волокнах.
Завдання для самостійної роботи – розв’язування задач – 2 год.
Література [2-4, 6-8, 10, 30-32].
Модульна контрольна робота №2.
Контрольні запитання до змістового модуля 1.
1.Історія вивчення будови та властивостей біомембран (становлення мембранології). Модель Даніеллі-Давсона. Рідинно-мозаїчна та метаморфно-мозаїчна моделі організації біомембран.
2.Моделі (історичні та сучасна) будови біомембран.
3.Функції біологічних мембран. Функції ліпідів мембран.
4.Охарактеризувати основні компоненти біомембран.
5.Структура та фізико-хімічні властивості фосфоліпідів. Наведіть приклади їхніх представників.
6.Характеристика ліпідних молекул (амфіфільність, хімічна структура фосфоліпідів
– будова, властивості, форма).
7.Фізико-хімічні основи організації біомембран.
8.Використання фізико-хімічних методів для дослідження біомембран (навести приклади та дати стислу характеристику основних методів).
9.Типи міжмолекулярних взаємодій у мембранах, їх природа та роль в стабілізації мембранних структур (внутрішньомембранні взаємодії, гідрофобні та електростатичні взаємодії, сили Ван-дер-Ваальса, водневі зв’язки, іонномолекулярні взаємодії).
10.Особливості міжмолекулярних взаємодій (ліпід-ліпідні, ліпід-білкові, білокбілкові).
11.Фізико-хімічні методи при дослідженні біомембран (електронна мікроскопія, рентгеноструктурний аналіз, нейтронографія, калориметричні та дилатометричні дослідження водних дисперсій ліпідів і біомембран), використання спінових міток для дослідження штучних та біологічних мембран, дослідження термоіндукованих структурних переходів мембран методом ЕПР).
12.Фізико-хімічні методи при дослідженні мембранних білків.
Контрольні запитання до змістового модуля 2.
88
1.Механізм формування ліпідної пори.
2.Роль ліпідних пор у стабільності мембран.
3.Значення ліпідних пор для забезпечення проникності мембран (наведіть приклади).
4.Взаємодія іонів з біомембранами. Основні кінетичні рівняння.
5.Властивості та функції біомембран (електричні, механічні, пружні та ін.).
6.Рухливість молекулярних компонентів у біомембранах (обертальний рух, латеральна та вертикальна дифузія мембранних ліпідів).
7.Фазові переходи у мембранах (рідкі кристали у структурі мембран; параметри кривих теплоємності, криві плавлення, фазова рівновага, кооперативність фазових переходів; фазовий перехід і пластичність мембран; кінетика фазового переходу, ширина зони переходу; теорії фазового переходу; термодинамічні параметри фазових переходів).
8.Злиття біологічних мембран (злиття мембран при екзоцитозі, злиття плоских біліпідних мембран: загальна характеристика процесу, механізм напівзлиття, модель сталків).
9.Ліпідні пори (ліпідні пори і стабільність мембран; модель критичної пори; електричний пробій мембран; ліпідні пори та проникність мембран; механізм руйнування ліпідного бішару).
10.Штучні мембрани (модельні мембрани) (утворення (самозбирання) мембранних структур; межі поділу фаз; моношар на межі поділу фаз; моноламелярні ліпосоми; бішарові ліпідні мембрани; ліпосоми; властивості штучних мембран та їх використання).
Рекомендована література
Основна:
1.Брик Т.М. Енциклопедія мембран: у 2 т. – К.: Вид. дім “Києво-Могилянська академія”, 2005-2006. – Т.1. – 658 с.; Т.2. – 684 с.
2.Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции. – М.: Мир, 1997. – 624 с.
3.Костюк П.Г., Зима В.Л., Магура Ш.С., Мірошниченко М.С., Шуба М.Ф. Біофізика: підруч. – К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2008. – 567 с.
4.Крутецкая З.И., Лонский А.В. Биофизика мембран. – СПб: Изд-во СПб ун-та, 1994.
5.Кучеренко М.Є., Бабенюк Ю.Д., Войціцький В.М. Сучасні методи біохімічних досліджень. – К.: Фітосоціоцентр, 2001. – 424 с.
6.Остапченко Л.І., Михайлик І.В. Біологічні мембрани: методи дослідження структури і функцій: навч. посіб. – К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2006. – 215 с.
7.Рубин А.Б. Биофизика: учеб. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 2004. – Т.1 (Теоретическая биофизика). – 463 с.; Т.2 (Биофизика клеточных процессов). – 470 с.
8.Рыбальченко В.К., Коганов М.М. Структура и функции мембран. Практикум. – К.:
Вища школа, 1988. – 312 с.
Додаткова:
9.Азнакаєв Е.Г. Біофізика: навч. посіб. – К.: Книжкове вид-во НАУ, 2005. – 308 с.
10.Антонов В.Ф., Черныш А.М., Пасечник В.И., Вознесенский С.А., Козлова Е.К. Биофизика: учебн.. – М.: Владос, 2003. – 288 с.
89
11.Антонов В.Ф., Смирнова Е.Ю., Шевченко Е.В. Липидные мембраны при фазовых превращениях. – М.: Наука, 1992. – 136 с.
12.Артюхов В. Г., Наквасина М. А. Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами: учеб. пособие. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 2000. – 296 с.
13.Биологические мембраны: Методы / под ред. Дж. Б. Финдлея, У. Б. Эванза. – М.:
Мир, 1990. – 424 с.
14.Болдырев А.А. Введение в биохимию мембран. – М.: Высшая школа, 1986. – 112 с.
15.Владимиров Ю.А. Лекции по биофизике мембран / Електронний ресурс: http://foroff.phys.msu.ru/phys/med/cell/Cell_01bi.pdf.
16.Зима В.Л. Біофізика: Збірник задач: навч. посіб. – К.: Вища школа, 2001. – 124 с.
17.Камкин А.Г., Киселева И.С. Физиология и молекулярная биология мембран клеток: уч. пособие. – М.: Изд центр «Академия», 2008. – 592 с.
18.Клим М.М., Якібчук П.М. Молекулярна фізика: навч. посіб. – Львів: ЛНУ імені Івана Франка, 2003. – 544 с.
19.Кольман Я., Рем К.-Г., Вирт Ю. Наглядная биохимия. – М.: Мир, 2004. – 469 с.
20.Костюк П.Г., Зима В.Л., Магура И.С., Мірошниченко М. С., Шуба М.Ф. Біофізика: підруч. – К.: Обереги, 2001. – 544 с.
21.Лебідь В.І. Фізична хімія. – Харків: Фоліо, 2005. – 478 с.
22.Нолтинг Б. Новейшие методы исследования биосистем. – М.: Техносфера, 2005. – 256 с.
23.Орлов В.Д., Липсон В.В., Иванов В.В. Медицинская химия. – Харьков: Фолио, 2005. – 461 с.
24.Оуэнс Ф., Пул-мл. Ч. Нанотехнологии. – М.: Изд-во «Техносфера», 2007. – 327 с.
25.Ревин В.В., Максимов Г.В., Кольс О.Р. Биофизика: учеб. / под ред. А.Б. Рубина. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2002. – 156 с.
26.Рибальченко В.К., Берегова Т.В., Рибальченко Т.В. Цитофізіологія травлення: навч. посіб. – К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2004.
– 244 с.
27.Уэй Т. Физические основы молекулярной биологии. – М.: Изд-во «Интеллект», 2010. – 368 с.
28.Черкасов А.Н., Пасечник В.А. Мембраны и сорбенты в биотехнологии. – Л.:
Химия, 1991. – 240 с.
29.Шиманський Ю.І., Шиманська О.Т. Молекулярна фізика: навч. посіб. – К.: Видавничий дім «Києво-Могилянська академія», 2007. – 462 с.
30.Шуба М.Ф., Давидовська Т.Л., Прилуцький Ю.І., Жолос О.В., Богуцька К.І. Електробіофізика. – К.: Фітосоціоцентр, 2002. – 152 с.
31.Шуба Я.М. Основи молекулярної фізіології іонних каналів: навч. посіб. – К.: Наукова думка, 2010. – 448 с.
32.Bioelectrochemistry of membranes / Walz D., Teissie J., Milazzo G., eds, Birkhauser, Basel–Boston–Berlin, 2004. – 240 p.
33.The structure of biological membranes / 2nd ed., Yeagle P.L., ed. – CRC Press, Boca Raton–London–New York–Singapore, 2005. – 540 p.
34.Наукові фахові журнали: «Український біохімічний журнал», «Біополімери та клітина», «Фізика живого», «Биологические мембраны», «Биофизика», «Биохимия», «Успехи биол. химии», «Соросовский образовательный журнал» – оглядові статті.
90
Приклад типового модульного контрольного завдання.
1. Вкажіть, яке з нижче наведених тверджень вірне, а яке – ні.
____ Молекули ліпідів вільно дифундують у площині бішару, але не можуть переміщуватися у вертикальному напрямку шляхом миттєвого перестрибування з одного боку бішару на інший (транслокація або «фліпфлоп»), якщо у мембрані відсутні особливі ферменти.
____ Зміни форми мембран, обумовлені значним стисканням або розтягом обох боків ліпідного бішару, можливі завдяки високому вмісту холестеролу, оскільки на відміну від фосфоліпідів холестерол може легко переміщуватися з одного моношару в інший при таких впливах.
____ Голівки фосфоліпідів на зовнішній поверхні клітини несуть позитивний заряд, тому що холінові групи голівок фосфатидилхоліну – (CH3)3N+CH2CH2OH розміщуються переважно у зовнішньому моношарі.
____ У живих клітинах гліколіпіди ніколи не розміщуються на тій поверхні мембрани, яка обернена до цитоплазми.
____ Ліпідний бішар – основний структурний компонент усіх клітинних мембран, характеризується асиметричним розміщенням структурних компонентів у зовнішньому та внутрішньому моношарах.
____ Для збереження ліпідного бішару в плазматичній мембрані необхідна дія спеціальних ферментів та гідроліз АТФ.
2. Заповніть пропуски в таких твердженнях:
-Молекули ліпідів у біологічних мембранах утворюють неперервний подвійний шар товщиною 5 нм, який називається ________________ .
-У мембранах клітин присутні три основних типи ліпідів, а саме
______________ , ______________ і ______________ .
-Усі мембранні ліпіди – ______________ , оскільки одна частина їх молекул гідрофільна, а інша гідрофобна.
-Гідрофільний кінець молекули фосфоліпіду складається з
______________ голівки, а гідрофобна частина – з двох ______________
хвостів.
-У водному середовищі внаслідок агрегації ліпідів виникають структури двох типів: сферичні ______________ та плоскі ______________.
-Ліпіди, які містять олігосахариди, називаються ______________ . Вони
присутні лише у зовнішній половині бішару. Їхні вуглеводневі групи експоновані на поверхні клітини.
-Білки, які пронизують бішар і контактують з водним середовищем з обох боків клітинної мембрани, називаються ______________ білками.
-______________ білки можна виділити з мембрани «м’якими» методами, наприклад, екстракцією сольовим розчином, тоді як ______________ білки можна вивільнити лише за повного руйнування бішару детергентами або органічними розчинниками.
