9,927 matches
-
concentrație constantă (C M=const., T= const), presiunea osmotică este invers proporțională cu masa molară a substanței. Legile lui Van’t Hoff permit determinarea masei moleculare a unor substanțe prin măsurători ale presiunii osmotice. Din legea gazului ideal pentru masa moleculară se obține expresia: In anul 1925 Adair a determinat masa moleculară a hemoglobinei de cal. El a măsurat presiunea osmotică a unei soluții de hemoglobină ce conținea 80 grame de hemoglobină la un litru de soluție, la temperatura de 40C
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
proporțională cu masa molară a substanței. Legile lui Van’t Hoff permit determinarea masei moleculare a unor substanțe prin măsurători ale presiunii osmotice. Din legea gazului ideal pentru masa moleculară se obține expresia: In anul 1925 Adair a determinat masa moleculară a hemoglobinei de cal. El a măsurat presiunea osmotică a unei soluții de hemoglobină ce conținea 80 grame de hemoglobină la un litru de soluție, la temperatura de 40C și a găsit o valoare de 0,026 atmosfere. Introducînd aceste
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
forțelor de interacțiune dintre moleculele solventului și solvitului. Relația (I.38) se poate scrie și sub forma: Dacă se reprezintă grafic mărimea π/C se obține o dreaptă a cărei intersecție are valoarea RT/M. Această valoare permite aflarea masei moleculare a macromoleculei. Dacă moleculele sunt disociate, presiunea osmotică devine: Aici i = α + 1 unde α este un indice de disociere și este egal cu raportul dintre numărul de molecule disociate și cel al moleculelor dizolvate. Soluția ce conține un număr
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
animal (sânge, lichid cefalo-rahidian, urina) se datorează în cea mai mare parte ionilor (Na, Cl. K, Ca) și micromoleculelor cu dimensiuni mai mici de 10 angstromi și mult mai puțin macromoleculelor, dat fiind faptul că acestea din urmă au masă moleculară mare și, conform legii a III-a a lui Van’t Hoff, presiunea osmotică este mică. Ionii și micromoleculele din sânge, ce reprezintă doar 1% din masa sângelui, determină la 370C o presiune osmotică de 7-8 atmosfere, în timp ce macromoleculele (proteinele
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
9% determină o presiune osmotică (oncotică) de numai 0,037 atmosfere (28 torr). Presiunea plasmei este de 7,6 atmosfere iar a lichidului interstițial de 6-7 atmosfere. Deși foarte redusă, presiunea oncotică este importantă. Datorită faptului că substanțele cu masă moleculară mică pot difuza prin membrană și s-ar putea ajunge la egalizarea presiunilor osmotice datorată acestora, macromoleculele care nu pot difuza, asigură presiunea oncotică ce determină transportul de substanță dintre compartimentul vascular și cel interstițial. Plasma sanguină, după cum am arătat
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
două fețe ale membranei. Echilibrul Donann va fi studiat în detaliu într-un capitol special. Deci membrana citoplasmatică are funcții importante în derularea funcțiilor celulelor. In același timp însă, pentru a îndeplini aceste funcții, există o mare varietate în compoziția moleculară. Această varietate își are originea în marea varietate de proteine și lipide care constituie membrana. II.2. TRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE BIOLOGICE II.2.1. Clasificarea proceselor de transport Proceselor de transport prin membrană se clasifică după diferite criterii. 1. După
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
a fost pusă în evidență de Overton care a arătat că viteza de pătrundere a substanțelor în celulă este proporțională cu solubilitatea acestora în lipide. Difuziunea simplă este guvernată de legea lui Fick (care a fost studiată în capitolul “Fenomene moleculare în lichide”). Cantitatea de substanță transportată variază liniar cu diferența de concentrație. La începutul anilor 1900, Albert Einstein a arătat că există o relație simplă între coeficientul de difuzie D, al unei substanțe și timpul t necesar pentru difuzia la
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
ioni de aceeași sarcină. Schema unui canal ionic este dată în Fig. II.7 Nomenclatura canalelor se stabilește în funcție de tipul ionilor pentru care ele au permeabilitate maximă în condiții fiziologice normale. Canalele ionice au o proprietate particulară: prezintă două stări moleculare alternative: ♦ permit (prin deschidere) trcerea ionilor ♦ opresc (prin închidere) trecerea ionilor Trecerea canalelor dintr-o stare în alta este probabilistă. Canalele ionice sunt bariere de selectivitate (datorită unei grupări electronegative F.S) și bariere de permeabilitate. Deschiderea și închiderea porului
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
ionice se referă la estimarea numărului de stări de tip închis și deschis pe care le poate asigura un canal precum și determinarea vitezei de tranziție între aceste stări. Este imposibil de evaluat momentul în care un canal ionic realizează tranziția moleculară între cele două stări precum și durata cât se menține în această stare. După cum am arătat mai înainte, ideea măsurătorilor este simplă însă aspectele tehnologice ridică probleme destul de complicate, având în vedere faptul că se urmărește înregistrarea unor curenți de ordinul
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
comuni Cuplarea se realizează când G< 0. II.2.4.2. Pompa de Na și K Pompa de Na și K reprezintă mecanismul de transport al ionilor de sodiu și potasiu și este o proteină numită (Na+, K+)ATP-aza. Mecanismul molecular de funcționare al (Na+, K+)ATP-azei nu este pe deplin explicat existând diferite modele. Vom prezenta în cele ce urmează modelul descris de Skou pentru (Na+,K+)ATP-aza sau pompa electrogenă de Na și K. La nivel molecular, pompa de
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
ATP-aza. Mecanismul molecular de funcționare al (Na+, K+)ATP-azei nu este pe deplin explicat existând diferite modele. Vom prezenta în cele ce urmează modelul descris de Skou pentru (Na+,K+)ATP-aza sau pompa electrogenă de Na și K. La nivel molecular, pompa de sodiu este un ansamblu de proteine care hidrolizează ATP-ul și utilizează energia pentru transferul antientropic al ionilor de sodiu și potasiu. ATP-aza de transport a Na și K este un ansamblu format din două lanțuri polipeptidice: ♦ α
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
un ansamblu de proteine care hidrolizează ATP-ul și utilizează energia pentru transferul antientropic al ionilor de sodiu și potasiu. ATP-aza de transport a Na și K este un ansamblu format din două lanțuri polipeptidice: ♦ α (mai mari, cu masa moleculară de cica 112.000D), care traversează membrana, între care se formează un canal de Na; ♦ Î (mai mici, cu masa moleculară de cica 34000D) care crează două canale de K (Fig. II.9). Subunitățile α prezintă 3 situsuri receptoare ale
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
de transport a Na și K este un ansamblu format din două lanțuri polipeptidice: ♦ α (mai mari, cu masa moleculară de cica 112.000D), care traversează membrana, între care se formează un canal de Na; ♦ Î (mai mici, cu masa moleculară de cica 34000D) care crează două canale de K (Fig. II.9). Subunitățile α prezintă 3 situsuri receptoare ale Na și un situs care fixează ATP-ul. Pe subunitățile Î se găsesc 2 situsuri pentru K. Funcționarea pompei de Na
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
reticulul sarcoplasmatic. Pompa de Ca2+ este o (Ca2+) ATP-ază care este fosforilată și defosforilată în timpul unui ciclu al pompei. Ea este de altfel cea mai mare proteină din membrana reticulului sarcoplasmatic fiind constituită dintr-un singur lanț polipeptid cu greutatea moleculară de 115.000D. Pompa de calciu cuplează hidroliza unei molecule de ATP în citoplasmă cu transportul a doi ioni Ca2+ din citoplasmă în exterior. Există și alte mecanisme ce intervin în transportul ionilor de Ca2+ cum ar fi un sistem
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
Acest model a fost verificat experimental cu miocroelectrozi, măsurându-se fluxurile de ioni cu ajutorul izotopilor de Na și K. Rezultatele experimentale au fost în bună concordanță cu teoria. Din păcate aceste modele sunt pur fenomenologice și nu descriu întocmai mecanismele moleculare respective. II.3.3.3. Propagarea excitației în fibrele nervoase Intre momentul aplicării stimulului pe fibra nervoasă și momentul detectării PA la o distanță „L” de locul de stimulare se scurge un timp t = L/v unde v este viteza
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
Å). Cercetatorii de la Institutul Max Planck din Germania, Hartmut Michel si Johann Deisenhofer, au primit premiul Nobel în chimie pentru aceste cercetări. In ultimii ani eforturile au fost concentrate spre studiul centrilor de reacție și de aplicare a rezultatelor geneticii moleculare în studiul fotosintezei. Mecanismul prin care electronii sunt transferați de la o molecula la alta a fost explicat de R. Marcus care a primit premiul Nobel în chimie pentru aceasta în 1992. Incepând din anul 1994 apar și site-uri Web
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
Web dedicate diferitelor domenii de studiu ale fotosintezei. Mulți cercetători individuali din diferite domenii au început să-și facă propriul site care cuprinde informații despre cercetările lor, despre laboratoare și cursurile legate de fotosinteză. In present cercetători din domeniul biologiei moleculare, fizicii și chimiei fizice sunt chemați să joace un rol important în elucidarea acestui process. Ca un rezultat al acestor eforturi s-au concretizat principalele etape legate de conversia energiei în fotosinteză și disciplinele care le studiază. Acestea sunt redate
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
lamelă ar exista circa 106 molecule de clorofilă. Pigmenții carotenoizi, hidrofobi sunt plasați în stratul fosfolipidic. Complexul dintre pigmenții fosfosintetici și memberanele fosfo lipoproteice ale granei formează unități sferice cu diametrul de 90Å numite cuantozomi (după Calvin) care au greutatea moleculară medie de 1920000. Intr-un cuantozom ar fi circa 9380 atomi de N. Pe grane, cuantozomii au un anumit mod de orientare spațială, astfel ca să permită absorbția eficientă a luminii și transformarea ei eficientă în energie chimică. Cuantozomii funcționează ca
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
1930 van Niel emite ipoteza că oxigenul rezultă din descompunerea apei, proces numit fotoliză. In present este unanim acceptat că, la plantele verzi, alge și cianobacterii, reacția la lumină implică fotoliza apei, reacție care produce hidrogen atomic și degajă oxigen molecular. Acest oxigen este sursa de oxigen din atmosferă, esențial pentru organismele aerobice. Reacția de fotoliză a apei este: Electronii și hidrogenul produs reacționează cu molecula carrier de (NADP), trecând-o din starea oxidată (NADP+) în starea redusă (NADPH): Energia eliberată
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
sistem termodinamic constituit dintr-un fluid se determină complet cu ajutorul masei m, a volumului V și a presiunii p, prin ecuația de stare. Pentru gazele ideale această ecuație de stare este legea gazului ideal: în (IV.1) M este masa moleculară a gazului iar T este temperatura sa absolută. Dacă și în mecanică apar noțiuni ca masa, presiunea (după cum am văzut în capitolul I), specifică pentru termodinamică este temperatura. Pentru ca două sisteme să se afle în echilibru termic este necesar și
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
folosi energia chimică pentru a realiza contracția și apoi de a reveni la forma inițială (relaxare). Energia necesară mișcării rezultă din reacții biochimice prin care energia mecanică stocată în ATP se transformă în energie mecanică ce determină mișcarea unor structuri moleculare contractile ce asigură deplasarea. în timpul contracției, mușchii realizează conversia energiei chimice în lucru mecanic fie, necesar deplasării, fie menținerii unei tensiuni, fără deplasare în spațiu. IV.2.2. Structura mușchiului. Pentru a explica mecanismul contracției musculare este necesar să amintim
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
acestor fotoni sunt prea mari pentru a produce mișcări de rotație sau de torsiune ale moleculelor, ci numai agitația termică a moleculelor, de aceea aceste radiații trec aproape neatenuate. Energiile cuantice asociate radiațiilor infraroșii au valori care pot provoca vibrații moleculare și de aceea aceste radiații sunt mai puternic absorbite decât microundele de către țesuturi. Radiațiile din domeniul vizibil și ultraviolet rezultă după cum am văzut, prin trecerea atomului în diferite stări energetice deci ele au energii ce pot produce tranziția electronilor pe
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
raportului ionilor de K și Na. Testele au arătat că se produc modificări atât în transportul activ cât și în cel pasiv, modificându-se puternic potențialul de repaos al membranelor celulare. De asemenea, în astfel de cazuri, substanțele cu masă moleculară mare pot penetra, în mod anormal, membrana. Aceste procese influențează starea proteinelor intracelulare, activitatea enzimelor și deci funcția fiziologică a celulei. Se întâlnesc și cazuri când se produce o scădere a coeficientului de difuziune și o creștere a celei de
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
radiațiilor și favorizează refacerea celulară; d) protecț ia biologică se face prin introducerea în organism a unor celule viabile care favorizează refacerea funcției hematopoetice, care este foarte grav afectată de radiații. Am arătat în cele prezentate mai sus că efectele moleculare asupra celulelor și a diferitelor organe ale radiațiilor nucleare și ale radiațiilor X sunt bine cunoscute. De asemenea sunt înțelese și efectele biologice acute ale dozelor mari de radiații. Concluzii Putem spune că absorbția radiațiilor ionizante de către materia vie cuprinde
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]
-
cm3 la diferite înălțimi, Din (VI.7) și (VI.8 ) rezultă: J. Perrin a determinat cu ultramicroscopul că raportul n0/n este 100/12. Inlocuind în relația (VI.9) valorile numerice ale constantelor, se obține: VI.1.2. Determinarea masei moleculare la difuziune In capitolul I s-a analizat detaliat procesul de difuzie. Acest fenomen servește la măsurarea unor mărimi caracteristice macromoleculelor biologice, după cum vom vedea în cele ce urmează. Fenomenul de difuzie face să apară o nouă forță ce acționează
BIOFIZICA by Servilia Oancea () [Corola-publishinghouse/Science/533_a_1006]