生物膜
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生物膜生物的基本结构和功能单位是细胞。
任何细胞都以一层薄膜将其内含物与环境分开。
这层膜称为细胞膜, 有时也叫外周膜。
电镜下呈两暗夹一明的结构。
质膜是细胞壁之内,细胞质外面的一层微膜。
质膜内包裹细胞器的微膜叫内膜,或内膜系统。
从高等动物和人到低等原核生物如支原体都还有细胞膜,且有着相同的基本结构。
生物膜在生物生命过程中起着重要的作用,如在物质输运、能量转换和信息传递等等过程中扮演中重要的角色。
诸如很多生物学中的问题,如神经传导, 能量转换,细胞分化, 细胞免疫, 代谢调控等也与生物膜有关。
目前已经能够用分子运动的观点讨论膜的结构与功能。
而且随着深入的研究,其必对生物学中各个领域的研究起着重要推动作用。
本文依次对其结构功能,研究进展逐步展开介绍。
一,生物膜结构1.生物膜组成成分生物膜的组成成分有三类:(1)膜脂:包括磷脂,类固醇,糖脂等;(2)膜蛋白:包括外周蛋白,内在蛋白和脂锚定蛋白等;(3)膜糖。
(4)此外还有少量的水和无机盐等。
在真核细胞中,膜结构占整个细胞干重的70%~80%。
生物膜由蛋白质、脂类、糖、水和无机离子等组成。
蛋白质约占60%~65%,脂类占25%~40%,糖占5%。
这些组分,尤其是脂类与蛋白质的比例,因不同细胞、细胞器或膜层而相差很大。
功能复杂的膜,其蛋白质含量可达80%,而有的只占20%左右。
需说明的是,由于脂类分子的体积比蛋白质分子的小得多,因此生物膜中的脂类分子的数目总是远多于蛋白质分子的数目。
如在一个含50%蛋白质的膜中,大概脂类分子与蛋白质分子的比为50∶1。
这一比例关系反映到生物膜结构上,就是脂类以双分子层构成生物膜的基本结构,而蛋白质分子则“镶嵌”于其中。
图1,细胞膜的构造1.1膜脂在植物细胞中,构成生物膜的脂类主要是复合脂类(complex lipids),包括磷脂、糖脂、胆固醇等。
磷脂(phospholipid) 是含磷酸基的复合脂。
在植物细胞膜中重要的磷脂属甘油磷脂,它们是磷脂酰胆碱(又可称作卵磷脂)和磷脂酰乙醇胺(又可称作脑磷脂)。
生物膜介绍:本文介绍了什么是生物膜以及它们在阻碍伤口愈合过程中所起到的重要作用。
此外,还探讨了可能的干预方法,旨在清除或减少生物膜,并预防其在伤口再次形成。
什么是生物膜:生物膜是一种微生物群落复合体,由细菌和真菌组成。
微生物能合成并分泌一种保护性基质,通过它将生物膜牢固的附着在活体或非活体表面。
生物膜是一种动态的异种群落复合体,处于不断变化的状态,它们可能由单一种群细菌或真菌组成,大多数情况下,由多种群组成,比如包含多种多样的菌群。
基本上,可将生物膜描述成细菌隐藏在一层厚厚的黏滑的保护层中,保护层由糖类和蛋白质组成。
生物膜保护层可保护微生物免受来自外界的危害。
生物膜与伤口有什么联系?一直以来都认为生物膜可在医疗器械表面形成,例如导尿管、气管插管、鼓膜通气管、骨科与胸部植入物、角膜接触镜、子宫内避孕器( IUDs )以及缝合线。
它们是导致潜在的细菌感染和慢性炎症的主要原因,如牙周炎、囊性纤维化、慢性痤疮以及骨髓炎。
生物膜还常见于伤口,并在某种程度上会延迟伤口愈合进程。
通过电子显微镜对慢性伤口与急性伤口的活组织检查发现, 60% 的慢性伤口含有生物膜结构,而急性伤口只有 6% 含有生物膜结构。
据报道,生物膜是导致多种慢性炎症性疾病的主要因素,那么极有可能几乎所有的慢性伤口上至少有部分创面含有生物膜菌群。
生物膜是如何形成的?阶段一:可逆的表面粘附微生物通常被认为处于孤立的自由漂浮状态(如浮游型)。
然而,在自然条件下,大部分微生物倾向于粘附在物体表面上,并最终形成生物膜。
最初的粘附是可逆的。
阶段二:永久性表面粘附随着细菌的繁殖,它们粘附的更加牢固(定植)高生存能力。
这通常是一种被称为细菌群感效应(结果。
,发生变异,改变基因表达模式以提Quorum sensing)的细菌通讯的阶段三:黏滑保护性基质/生物膜一旦牢固地附着在表面上,细菌开始分泌一种包围基质,即细胞外聚合物(EPS)。
这是一种保护性基质或称为“黏质物”。
生物膜概念生物膜概念什么是生物膜?•生物膜是一种广泛存在于生物体内的薄膜结构,由生物分子组装而成。
•生物膜常见于细胞的外层,包裹着细胞内部的各种细胞器。
•生物膜可用于物质传递、细胞间通信、细胞附着和保护细胞等功能。
生物膜的结构•生物膜由脂质双层组成,双层是由脂质分子排列形成的。
•脂质分子由亲水头部和疏水尾部组成,在水性环境中形成稳定的双层结构。
•生物膜中还包含蛋白质、糖类等分子,这些分子与脂质分子相互作用,维持膜的完整性和功能。
生物膜的功能1.分隔细胞内外环境:生物膜为细胞提供了一个边界,将细胞内外环境分隔开来,维持细胞内稳定的内部环境。
2.控制物质传递:生物膜具有选择性通透性,可以控制物质的进出,保持细胞内外物质浓度的平衡。
3.参与细胞信号转导:生物膜中的蛋白质可以与外界信号分子结合,传递信号到细胞内部,参与细胞的生理功能调控。
4.提供细胞附着和支持:生物膜表面的蛋白质能够与其他细胞或基质结合,提供细胞附着和支持,维持组织的结构和功能。
生物膜的研究意义•生物膜是生物学和生物医学研究的重要对象,对于研究细胞的结构和功能具有关键作用。
•生物膜的深入研究有助于理解疾病的发生机制,为新药的研发提供基础。
•科学家们通过研究生物膜,还可以揭示生命起源及进化的过程,为生命科学提供重要的理论支持。
结语生物膜作为生物体的重要组成部分,具有多种功能和结构,对细胞的正常生理活动至关重要。
深入研究生物膜的相关概念和内容,有助于我们更好地理解生命的奥秘,推动生物学和生物医学领域的发展和进步。
生物膜的研究方法•电子显微镜:通过使用电子束来观察生物膜的形态和结构。
•X射线晶体学:通过测定结晶生物膜的X射线衍射图像来解析其分子结构。
•荧光显微镜:利用特定染料或荧光标记蛋白质,观察生物膜的动态变化。
•生物化学方法:通过分离和纯化生物膜中的脂质和蛋白质,并使用各种鉴定技术来确定其组成和功能。
•分子动力学模拟:使用计算机模拟方法来研究生物膜的动态行为和相互作用。