CHƯƠNG III

TÍNH THẤM CỦA TẾ BÀO VÀ MƠ









3.1.Các phương pháp nghiên cứu tính thấm
3.2. Màng tế bào
3.3.Các con đường xâm nhập của vật chất vào
trong tế bào
3.4. Quy luật chung về sự thâm nhập của vật
chất vào trong tế bào
3.5. Sự thâm nhập của nước vào trong tế bào
3.6. Tính thấm của tế bào và mô đối với axit
và kiềm






TÍNH THẤM CỦA TẾ BÀO VÀ MƠ
3.1.Các phương pháp nghiên cứu tính thấm
3.1.1.Phương pháp thể tích
Theo dõi động học sự thay đổi thể tích của

tế bào khi chúng ở các dung dịch có nồng độ
khác nhau.Để xác định q trình này người ta
sử dụng phương pháp.
a.Ly tâm huyền dịch tế bào, rơi sau đó xác
định thể tích của chúng bằng hồng cầu kế.
b.Xác định thay đổi trong suốt của tế bào
bằng phương pháp trắc quang.
c.Nghiên cứu sự thay đổi chiết suất của tế
bào. Phương pháp này dùng để nghiên cứu các
đối tượng có kích thước lớn và có độ bền cao
trong dung dịch như tảo và hồng cầu.


TÍNH THẤM CỦA TẾ BÀO VÀ MƠ







3.1.Các phương pháp nghiên cứu tính thấm
3.1.2.Phương pháp sử dụng các chất màu và chất chỉ
thị màu
Quan sát dưới kính hiển vi động học q trình tích luỹ các
chất có màu vào tế bào.
Các chất chỉ thị màu cho phép nghiên cứu tốc độ thâm
nhập của các loại axit và bazơ vào tế bào.




3.1.3.Phương pháp phân tích thành phần hóa học



Dùng các thiết bị như : Quang phổ huỳnh quang, quang
phổ hấp phụ nguyên tử và quang kế ngọn lửa…



3.1.4.Phương pháp sử dụng các chất đồng vị phóng xạ



Đưa các nguyên tố đồng vị vào trong các hợp chất hữu cơ,
sau đó theo dõi sự xâm nhập của chúng vào trong tế bào,
mô, cơ thể


TÍNH THẤM CỦA TẾ BÀO VÀ MƠ








3.2.Màng tế bào
3.2.1 Chức năng của màng tế bào

Mọi tế bào đều được bao bọc bởi màng tế
bào. Màng tế bào đóng vai trị.
Bao bọc tế bào, phân định ranh giới giữa tế bào
với môi trường xung quanh. Bảo vệ tế bào trước
tác động của môi trường.
Tiếp nhận, truyền đạt và xử lý thông tin
Thực hiện việc trao đổi vật chất và năng lượng
đối với mơi trường.
Màng tế bào có cấu trúc phù hợp để thực
hiện các vai trò trên.


TÍNH THẤM CỦA TẾ BÀO VÀ MƠ





3.2.2. Cấu trúc của màng tế bào
Hiện nay có nhiều giả thuyết về cấu trúc
của màng tế bào. Davson - Danielli đã đưa
ra mô hình chung về cấu trúc màng.
Theo mơ hình Davson - Danielli màng tế
bào gồm 3 lớp chính : ở giữa là lớp
phôtpholipit gồm 2 lớp phân tử phôtpholipit
sắp đặt phân cực định hướng vng góc
với bề mặt tế bào, có xu hướng ngăn cản
các ion và các chất hoà tan trong nước đi
qua.



TÍNH THẤM CỦA TẾ BÀO VÀ MƠ

Mơ hình Davson - Danielli
Protein dạng cầu

Protein sợi

Photpholipit

Protein sợi

Protein dạng cầu


Sự phát hiện tế bào


Kính hiển vi được sử dụng
từ năm 1665



Matthias Schleiden (18041881) and Theodor
Schwann (1810-1882) đưa
ra “Học thuyết tế bào”
năm 1839

Robert
Hooke




Theodor
Schwann

Robert Hooke (1635-1703)
phát hiện các cơ thể được
cấu tạo từ tế bào







Matthias
Schleiden


Lịch sử nghiên cứu màng sinh học





1665: Robert Hooke – Đưa ra thuật ngữ “ Tế bào”
1839:Theodor Schwann & Matthias Schleiden đưa ra Học thuyết
Tế bào
1895: Charles Overton – Màng chứa lipit ( Hiệu ứng Overton)





1900-1920’s: Phát hiện lipit màng là phospholipid






(Phát hiện phospholipids ở hồng cầu gồm 2 lớp )

1935: J.R. Danielli and H. Davson – cho rằng proteins tham gia
cấu trúc màng, đưa ra mơ hình bánh Sandwich (the Sandwich
Model)
1950’s: J.D. Robertson – Đề xuất màng cơ bản “the Unit
Membrane Model “




(Khi phân tích thành phần hóa học của hồng cầu)

1925: E. Gorter and G. Grendel – Xây dựng lớp lipit kép với đầu ưa
nước ở ngoài và đầu ghét nước ở trong, xác định tính thấm





(Những nghiên cứu tính thấm cho thấy lipit và các chất hịa tan trong
lipit qua màng dễ dàng nhưng các chất không tan trong lipit khơng đi
qua được )

(Pr ở ngồi và phospholipid ở trong, tất cả các tế bào có cấu trúc
giống nhau, sử dụng KHV điện tử)

1972: S.J. Singer and G.L. Nicolson – Đề xuất mơ hình khảm lỏng
“Fluid Mosaic Model”







3.2.2. Cấu trúc của màng tế bào
Bao bọc 2 phía là các lớp phân tử protein, đầu
tiên là lớp protein dạng sợi làm cho màng tế bào
có tính đàn hồi và sức căng mặt ngồi nhỏ. Phía
ngồi cùng và trong cùng là lớp protein dạng cầu
có lẫn protein nhầy và glycolipit.
Màng tế bào thường có chiều dày khoảng 50 120A0, trên màng có những lổ thủng đường kính
khoảng 7 - 8A0 và mỗi cm2 có khoảng 1010 lổ như
thế, diện tích chung của các lổ chỉ chiếm khoảng
0,06% bề mặt tế bào.


Năm 1972, S. Jonathan Singer and Garth Nicolson đã
đưa ra mơ hình khảm động của màng tế bào



Cấu trúc khảm động của màng tế bào



Tính chất động :
Màng của nhiều lồi sinh
vật có mang protein đặc
hiệu lồi. Trong những
điều kiện nhất định
người ta có thể làm cho
tế bào người và tế bào
chuột (mang các protein
khác nhau rõ rệt ) kết
hợp với nhau để hình
thành một tế bào lớn
đơn nhất.




Tính chất thứ hai được xác nhận qua kỹ thuật
khắc lạnh. Miếng mô nhỏ được làm lạnh đột
ngột trong nitơ lỏng ( -1960C ) và bửa đôi
trong chân không. Một màng cực mỏng
cacbon và platin được cho lắng đọng trên bề
mặt mô, cuối cùng mô được cho phân giải hết
bằng enzym và để lại âm bản ( bản khắc)
cacbon - platin phản ảnh đúng như cấu trúc

của bề mặt bị bửa gãy. Mặt bửa gãy ngang
qua màng sinh chất, tách riêng hai nửa của
lớp kép lipit và lộ ra các protein mang như
các mấu lồi trong cấu trúc màng.




Freeze-fracture studies of the plasma membrane


Supported the fluid mosaic model of membrane
structure
APPLICATION

TECHNIQUE

A cell membrane can be split into its two layers, revealing the
ultrastructure of the membrane’s interior.
A cell is frozen and fractured with a knife. The fracture plane often follows the
hydrophobic interior of a membrane, splitting the phospholipid bilayer into two
separated layers. The membrane proteins go wholly with one of the layers.
Extracellular
layer

Proteins

Knife

RESULTS


Plasma
Cytoplasmic
membrane layer
These SEMs show membrane proteins (the “bumps”) in the two layers,
demonstrating that proteins are embedded in the phospholipid bilayer.

Extracellular layer

Cytoplasmic layer


KỸ THUẬT KHẮC LẠNH (

freeze-fracturing)




Từ các quan sát này người ta đưa ra mô hình
mới về cấu trúc màng sinh chất gọi là mơ
hình khảm động. Theo mơ hình này, lớp lipit
kép vẫn làm khung cho màng, tuy nhiên ở
đây các phân tử photpholipit có thể di động
tự do với điều kiện giữ nguyên hướng phân
bố trong một nửa lớp kép của chúng.
Colesterol hạn chế một mức độ nhất định sự
di chuyển của photpholipit do đó tạo sự ổn
định trong cấu trúc của màng. Protein màng
bao gồm cả loại cầu và loại sợi, một số được

gọi là protein xuyên màng, các protein khác
gọi là protein bám màng cố định ở một nửa
lớp kép hoặc chỉ bám vào bề mặt của màng.


Mơ hình khảm động

(The fluid mosaic model )


MƠ HÌNH KHẢM ĐỘNG CẤU TRÚC TẾ BÀO


Cấu trúc màng tế bào


Các loại tế bào khác nhau

white blood cell
Amoeba
red blood cell

muscle cell
cheek cells

sperm
nerve cell

Paramecium



Lớp photpholipit của màng sinh chất


Mơ hình khảm lỏng của màng sinh chất


Sự hịa tan của Protein màng ngồi bởi q
trình hấp phụ


Trung tâm quang hợp của vi khuẩn


Màng ngoài của vi khuẩn


MÀNG PLASMA VÀ MƠ HÌNH KHẢM LỎNG
(Plasma membrane & Fluid mosaic model)