Hva er væskemosaikkmodellen?



den væske mosaikk modell Han sier at cellemembraner eller biomembraner er dynamiske strukturer som viser fluiditet i deres forskjellige molekylære komponenter, som kan bevege seg lateralt. Det vil si at disse komponentene er i bevegelse og ikke statisk, som tidligere antatt.

Denne modellen ble reist av S. Jonathan Singer og Garth. L. Nicolson i år 1972 og i dag er allment akseptert av det vitenskapelige samfunn. Alle celler er inneholdt av en cellemembran med spesifikke egenskaper i sin grunnlov og funksjon.

Denne membranen definerer grensen til cellen, slik at det eksisterer forskjeller mellom cytosol (eller cellulært interiør) og det ytre miljø. I tillegg regulerer utveksling av stoffer mellom cellen og utsiden.

I eukaryote celler definerer indre membraner også rom og organeller med forskjellige funksjoner, som for eksempel mitokondrier, kloroplaster, nukleærhylsteret, endoplasmatisk retikulum, Golgi-apparatet, blant annet..

index

  • 1 Struktur av cellemembranen
    • 1.1 Generelt
    • 1,2 Fosfolipid dobbeltlag
    • 1,3 kolesterol
    • 1.4 Integrale membran eller transmembrane proteiner
    • 1.5 Konfigurasjon av membranproteiner
    • 1,6 Porer i membranene
    • 1.7 Perifere proteiner
    • 1,8 karbohydratdeksel
  • 2 Cellemembranets flyt
    • 2.1 Andel mettet versus umettede fettsyrer
    • 2,2 kolesterol
    • 2.3 Spesielle forhold
  • 3 Funksjon av cellemembranen
    • 3.1 Generelt
    • 3.2 Funksjon av proteiner i membranen  
    • 3.3 Funksjon av det ytre karbohydratskallet
  • 4 referanser

Strukturen av cellemembranen

oversikt

Cellemembranen består av en struktur ugjennomtrengelig for vannløselige molekyler og ioner mellom 7 og 9 nanometer tykk. Det observeres i elektroniske mikrofotografer som en kontinuerlig og tynn dobbel linje som omgir den cellulære cytoplasma.

Membranen er sammensatt av et fosfolipid-dobbeltlag, med proteiner innebygd langs sin struktur og anordnet på overflaten.

I tillegg inneholder den karbohydratmolekyler på begge overflater (internt og eksternt) og i tilfelle av eukaryotiske celler fra dyr, presenterer det også kolesterolmolekyler spredt inn i dobbeltlaget..

Fosfolipid dobbeltlag

Fosfolipider er amfipatiske molekyler som har en hydrofil ende -finish til vannet, og en annen hydrofob - som avviser vann-.

Fosfolipid-dobbeltlaget som utgjør cellemembranen, har hydrofobe (apolære) kjeder anordnet mot det indre av membranen og hydrofile (polare) ender plassert mot det ytre miljø.

Dermed blir hodene til fosfatgruppene av fosfolipidene eksponert på membranets ytre overflate.

Husk at både det ytre miljøet og det indre eller cytosolet er vandige. Dette påvirker arrangementet av fosfolipid-dobbeltlaget med dets polare deler som interagerer med vann og dets hydrofobiske deler danner membranets indre matrise.

kolesterol

I membranen til eukaryote dyrceller blir kolesterolmolekyler funnet innført i fosfolipidernes hydrofobe haler..

Disse molekylene finnes ikke i membranene av prokaryotiske celler, noen protister, planter og sopp.

Integrale membran eller transmembrane proteiner

I det indre av fosfolipid-dobbeltlaget, integreres integrerte membranproteiner.

Disse interagerer ikke-kovalent gjennom deres hydrofobe deler, med lipid-dobbeltlaget, lokalisering av deres hydrofile ender mot det eksterne vandige medium.

Konfigurasjon av membranproteiner

De kan presentere en enkel konfigurasjon i form av en stang, med en hydrofob alfa-helix foldet og innebygd i membraninnretningen, og med hydrofile deler utvidet til sidene.

De kan også presentere en større konfigurasjon, globulær type og med komplisert tertiær eller kvaternær struktur.

Sistnevnte krysser vanligvis cellemembranen flere ganger med sine segmenter av alfa-helixer gjentatt og anordnet i sikksag gjennom lipid-dobbeltlaget..

Porer i membranene

Noen av disse globulære proteiner har interne hydrofile deler, danner kanaler eller porer gjennom hvilke utveksling av polare stoffer skjer fra den cellulære utvendig til cytosol og vice versa.

Perifere proteiner

På overflaten av den cytoplasmatiske siden av cellemembranen eksisterer perifere membranproteiner knyttet til de fremspringende deler av noen integrerte proteiner.

Disse proteinene trenger ikke inn i den hydrofobe kjerne av lipid-dobbeltlaget.

Karbohydratdeksel

Det er karbohydratmolekyler på begge overflater av membranen.

Spesielt har den ytre overflaten av membranen en overflod av glykolipider. Korte kjeder av karbohydrater utsatt og kovalent bundet til fremspringende proteindeler, kalt glykoproteiner, observeres også.

Flytmengde av cellemembranen

Mettet forhold til umettede fettsyrer

Fluiditeten av membranen avhenger hovedsakelig av forholdet mellom fosfolipider av mettede og umettede fettsyrer tilstede. Denne membranfluiditeten minker når andelen fosfolipider av mettede fettsyrekæder øker med hensyn til umettede fettsyrer.

Dette skyldes større kohesjon mellom de lange og enkle kjedene av mettede fettsyrer, med hensyn til kohesjonen mellom de korte og umettede kjedene av de umettede fettsyrene..

Jo større kohesjonen mellom dens molekylære komponenter, desto mindre fluid vil membranen presentere.

kolesterol

Kolesterolmolekylene interagerer gjennom deres stive ringer med hydrokarbonkjedene i lipidene, øker membranets stivhet og reduserer permeabiliteten av det samme.

I membranene til de fleste eukaryote celler, hvor det er en relativt høy konsentrasjon av kolesterol, forhindrer det at de karbonholdige kjedene bindes ved lave temperaturer. Slik fryser membranen ved lave temperaturer.

spesielle egenskaper

De forskjellige typer cellemembraner har spesielle egenskaper i deres kvantitet og type proteiner og karbohydrater, så vel som i rekkevidden av eksisterende lipider.

Disse spesifikasjonene er forbundet med bestemte cellulære funksjoner.

Ikke bare er det konstitutive forskjeller mellom membranene til eukaryotiske og prokaryote celler, og mellom de av organeller, men også mellom regioner av samme membran.

Cellmembranfunksjon

oversikt

Cellemembranen avgrenser cellen og gjør det mulig å opprettholde en stabil tilstand i cytosolen, forskjellig fra det eksterne miljøet. Dette, gjennom aktiv og passiv regulering av passasje av stoffer (vann, ioner og metabolitter) gjennom seg selv, opprettholder det elektrokemiske potensialet som er nødvendig for cellulær funksjon.

Det tillater også cellen å reagere på signaler fra det ytre miljø gjennom kjemiske reseptorer i membranen og gir forankringssteder for cytoskeletonfilamenter..

I tilfelle av eukaryotiske celler deltar det også i etablering av indre rom og organeller med spesifikke metabolske funksjoner.

Funksjon av proteiner i membranen  

Det finnes forskjellige membranproteiner med bestemte funksjoner, blant annet kan vi nevne:

  • Enzymer som katalyserer (akselerere) kjemiske reaksjoner,
  • Membranreseptorer som deltar i anerkjennelsen og binder til signalmolekyler (som hormoner),
  • Proteiner transporterer stoffer gjennom membranen (mot cytosol og fra dette til cellenes eksteriør). De opprettholder en elektrokjemisk gradient takket være iontransport.

Ekstern karbohydratskallfunksjon

Karbohydrater eller glykolipider deltar i adhesjon av celler til hverandre og i prosessen med gjenkjenning og interaksjon av cellemembranen med molekyler som antistoffer, hormoner og virus.

referanser

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White H. A. og Wiedemann, C.G. (2003). Cellbiologi, en kort kurs. Andre utgave. Wiley-Liss s. 535.
  2. Engelman, D. (2005). Membraner er mer mosaikk enn væske. Nature 438 (7068), 578-580. doi: 10.1038 / nature04394
  3. Nicolson, G. L. (2014). Væskemosaikkmodellen av membranstruktur. Fortsatt relevant for å forstå strukturen, funksjonen og dynamikken til biologiske membraner etter mer enn 40 år. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1838 (6), 1451-1466. doi: 10.1016 / j.bbamem.2013.10.019
  4. Raven, J. (2002). Biologi. Sjette utgave. MGH. s. 1239.
  5. Sanger, S.J. og Nicolson, G.L. (1972). Væskemosaikkmodellen av cellemembranstrukturen. Science, 175 (4023), 720-731. doi: 10.1126 / science.175.4023.720