Kas yra skystas mozaikos modelis?



The skystas mozaikos modelis Jis teigia, kad ląstelių membranos arba biomembranos yra dinamiškos struktūros, turinčios įvairių molekulinių komponentų sklandumą, kuris gali judėti į šoną. Tai reiškia, kad šie komponentai yra judantys, o ne statiniai, kaip buvo tikėta anksčiau.

Šį modelį iškėlė S. Jonathan Singer ir Garth. L. Nicolson 1972 m. Ir šiandien yra plačiai pripažintas mokslo bendruomenės. Visos ląstelės yra ląstelės membranoje, turinčios savo konstitucijos ir funkcijos ypatumus.

Ši membrana apibrėžia ląstelės ribas, leidžiančias egzistuoti skirtumai tarp citozolio (arba korinio interjero) ir išorinės aplinkos. Be to, reguliuoja medžiagų mainus tarp ląstelės ir išorės.

Eukariotinėse ląstelėse vidinės membranos taip pat apibrėžia skirtingas funkcijas turinčias skyrius ir organeles, pvz., Mitochondrijas, chloroplastai, branduolio apvalkalas, endoplazminis tinklas, Golgi aparatas..

Indeksas

  • 1 Ląstelių membranos struktūra
    • 1.1 Bendrosios nuostatos
    • 1.2 Fosfolipido dvigubas sluoksnis
    • 1.3 Cholesterolis
    • 1.4 Integriniai membraniniai arba transmembraniniai baltymai
    • 1.5 Membraninių baltymų konfigūravimas
    • 1.6 Poros membranose
    • 1.7 Periferiniai baltymai
    • 1.8 Angliavandenių dangtis
  • 2 Ląstelių membranos skystumas
    • 2.1 sočiųjų ir neprisotintų riebalų rūgščių santykis
    • 2.2 Cholesterolis
    • 2.3 Ypatumai
  • 3 Ląstelių membranos funkcija
    • 3.1 Bendra informacija
    • 3.2 Baltymų kiekis membranoje  
    • 3.3 Išorinio angliavandenių apvalkalo funkcija
  • 4 Nuorodos

Ląstelių membranos struktūra

Bendrosios nuostatos

Ląstelių membraną sudaro struktūra, nepralaidi vandenyje tirpių molekulių ir jonų, kurių storis yra nuo 7 iki 9 nanometrų. Tai pastebima elektroninėse mikrofotografijose kaip nuolatinė ir plona dviguba linija, kuri supa ląstelių citoplazmą.

Membraną sudaro fosfolipidinis dvigubas sluoksnis, kurio baltymai yra įterpti išilgai jo struktūros ir išdėstyti ant paviršiaus.

Be to, juose yra angliavandenių molekulių abiejuose paviršiuose (vidiniuose ir išoriniuose), o gyvūnų eukariotinių ląstelių atveju ji taip pat pateikia cholesterolio molekules, esančias dvigubo sluoksnio viduje..

Fosfolipido dvigubas sluoksnis

Fosfolipidai yra amfipatinės molekulės, kurių hidrofilinis galas - iki vandens, ir kitas hidrofobinis - tai atstumia vandenį-.

Fosfolipidinis dvigubas sluoksnis, sudarantis ląstelių membraną, turi hidrofobines (apolines) grandines, išdėstytas membranos vidų ir hidrofilinių (polinių) galų link išorinės aplinkos link.

Taigi, fosfolipidų fosfatų grupių galvutės yra eksponuojamos ant išorinio membranos paviršiaus.

Atminkite, kad tiek išorinė aplinka, tiek vidinis arba citozolis yra vandeniniai. Tai įtakoja dvigubo sluoksnio su fosfolipidais išdėstymą, kai poliarinės dalys sąveikauja su vandeniu ir jo hidrofobinėmis dalimis, sudarančiomis vidinę membranos matricą..

Cholesterolis

Eukariotinių gyvūnų ląstelių membranoje cholesterolio molekulės yra įterptos į hidrofobines fosfolipidų uogas..

Šios molekulės nerandamos prokariotinių ląstelių, kai kurių protistų, augalų ir grybų membranose.

Integriniai membraniniai arba transmembraniniai baltymai

Fosfolipidų dvigubo sluoksnio vidinėje pusėje yra integruoti membraniniai baltymai.

Jie ne kovalentiškai sąveikauja su jų hidrofobinėmis dalimis su lipidų dvigubu sluoksniu, jų hidrofilinius galus nukreipdami į išorinę vandeninę terpę.

Membraninių baltymų konfigūravimas

Jie gali pateikti paprastą strypų konfigūraciją su hidrofobiniu alfa spiraliu, sulankstytu ir įterptu į membranos vidų, ir su hidrofilinėmis dalimis, išilgomis į šonus.

Jie taip pat gali turėti didesnę konfigūraciją, globulinį tipą ir sudėtingą tretinį ar ketvirtinį struktūrą.

Pastarieji dažniausiai kelis kartus peržengia ląstelių membraną su pakartotiniais alfa sraigtų segmentais ir išdėstomi zigzagu per lipidų dvigubą sluoksnį..

Poros membranose

Kai kurie iš šių globulinių baltymų turi vidines hidrofilines dalis, sudaro kanalus arba poras, per kurias poliarinių medžiagų mainai vyksta nuo ląstelių išorės iki citozolio ir atvirkščiai..

Periferiniai baltymai

Ląstelių membranos citoplazminės pusės paviršiuje egzistuoja periferiniai membraniniai baltymai, susiję su kai kurių integruotų baltymų išsikišusiomis dalimis..

Šie baltymai nepatenka į lipidų dvigubo sluoksnio hidrofobinę šerdį.

Angliavandenių danga

Abiejuose membranos paviršiuose yra angliavandenių molekulių.

Ypač išorinis membranos paviršius turi glikolipidų gausą. Taip pat pastebimos trumpos angliavandenių grandinės, eksponuotos ir kovalentiškai susijusios su išsikišusiomis baltymų dalimis, vadinamomis glikoproteinais..

Ląstelių membranos skystumas

Sočiųjų ir nesočiųjų riebalų rūgščių santykis

Membranos skystumas daugiausia priklauso nuo to, kiek yra fosfolipidų, esančių prisotintoje ir neprisotintoje riebalų rūgštyje. Šis membranos skystumas mažėja, nes prisotintų riebalų rūgščių grandinių fosfolipidų dalis padidėja nesočiųjų riebalų rūgščių atžvilgiu..

Taip yra dėl didesnės sanglaudos tarp ilgo ir paprasto prisotintų riebalų rūgščių grandinių, atsižvelgiant į trumpų ir nesočiųjų neprisotintų riebalų rūgščių grandines..

Kuo didesnė jos molekulinių komponentų sanglauda, ​​tuo mažiau skysčio atsiras membrana.

Cholesterolis

Cholesterolio molekulės sąveikauja su jų standžiaisiais žiedais su lipidų angliavandenilių grandinėmis, didindamos membranos standumą ir mažindamos to paties pralaidumą..

Daugelio eukariotinių ląstelių membranose, kuriose yra palyginti didelė cholesterolio koncentracija, ji neleidžia anglies junginiams jungtis esant žemai temperatūrai. Taip membrana užšąla žemoje temperatūroje.

Ypatumai

Skirtingų tipų ląstelių membranos turi savo baltymų ir angliavandenių kiekio ir tipo, taip pat esamų lipidų įvairovę..

Šios ypatybės siejamos su specifinėmis ląstelių funkcijomis.

Ne tik egzistuoja skirtumai tarp eukariotinių ir prokariotinių ląstelių membranų, ir tarp organelių, bet ir tarp tos pačios membranos regionų..

Ląstelių membranos funkcija

Bendrosios nuostatos

Ląstelių membrana riboja ląstelę ir leidžia išlaikyti stabilią citozolio būklę, kuri skiriasi nuo išorinės aplinkos. Tai, aktyviai ir pasyviai reguliuojant medžiagų (vandens, jonų ir metabolitų) judėjimą per save, išlaikant elektrocheminį potencialą, reikalingą ląstelių funkcionavimui..

Ji taip pat leidžia ląstelei reaguoti į išorinės aplinkos signalus per cheminius receptorius membranoje ir suteikia inkaravimo vietas cytoskeleto gijoms..

Eukariotinių ląstelių atveju ji taip pat dalyvauja kuriant vidaus skyrius ir organelius su specifinėmis metabolinėmis funkcijomis..

Baltymų kiekis membranoje  

Yra įvairių membraninių baltymų, turinčių specifinių funkcijų, tarp kurių galime paminėti:

  • Fermentai, kurie katalizuoja (pagreitina) chemines reakcijas,
  • Membraniniai receptoriai, dalyvaujantys signalizuojančių molekulių (pvz., Hormonų) atpažinimo ir susiejimo srityse,
  • Baltymai perneša medžiagas per membraną (į citozolį ir iš jo į ląstelių išorę). Jie užtikrina elektrocheminį gradientą dėl jonų transportavimo.

Išorinė angliavandenių apvalkalo funkcija

Angliavandeniai arba glikolipidai dalyvauja ląstelių sukibimu vieni su kitais ir ląstelių membranos bei molekulių, pvz., Antikūnų, hormonų ir virusų, atpažinimo ir sąveikos procese.

Nuorodos

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White H.A. ir Wiedemann, C. G. (2003). Ląstelių biologija, trumpas kursas. Antrasis leidimas. Wiley-Liss psl. 535.
  2. Engelman, D. (2005). Membranos yra daugiau mozaikinės nei skystis. Nature 438 (7068), 578-580. doi: 10.1038 / gamta04394
  3. Nicolson, G. L. (2014). Membraninės struktūros skystųjų-mozaikos modelis. Vis dar svarbu suprasti biologinių membranų struktūrą, funkciją ir dinamiką po daugiau nei 40 metų. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1838 (6), 1451-1466. doi: 10.1016 / j.bbamem.2013.10.019
  4. Raven, J. (2002). Biologija Šeštasis leidimas. MGH. p. 1239.
  5. Singer, S. J. ir Nicolson, G.L. (1972). Skystųjų mozaikos modelis ląstelių membranų struktūrai. Science, 175 (4023), 720-731. doi: 10.1126 / mokslas.175.4023.720