Hvad er væskemosaikmodellen?



den væske mosaik model Han siger, at cellemembraner eller biomembraner er dynamiske strukturer, der udviser fluiditet af deres forskellige molekylære komponenter, der kan bevæge sig sideværts. Det vil sige, at disse komponenter er i bevægelse og ikke statisk, som tidligere blev antaget.

Denne model blev rejst af S. Jonathan Singer og Garth. L. Nicolson i år 1972 og i dag er bredt accepteret af det videnskabelige samfund. Alle celler er indeholdt af en cellemembran med særlige egenskaber i dets sammensætning og funktion.

Denne membran definerer cellens grænser, hvilket tillader eksistensen af ​​forskelle mellem cytosol (eller cellulært indre) og det ydre miljø. Derudover regulerer udvekslingen af ​​stoffer mellem cellen og ydersiden.

I eukaryote celler definerer interne membraner også rum og organeller med forskellige funktioner, såsom mitokondrier, kloroplaster, nuklearhylsteret, endoplasmatisk retikulum, Golgi-apparatet, blandt andre..

indeks

  • 1 Cellemembranens struktur
    • 1.1 Generelt
    • 1,2 phospholipid dobbeltlag
    • 1.3 kolesterol
    • 1.4 Integrale membran- eller transmembranproteiner
    • 1.5 Konfiguration af membranproteiner
    • 1.6 Porer i membranerne
    • 1.7 Perifere proteiner
    • 1,8 Carbohydrat cover
  • 2 Cellemembranens flydighed
    • 2.1 Andel af mættede versus umættede fedtsyrer
    • 2.2 kolesterol
    • 2.3 Særlige forhold
  • 3 Funktionen af ​​cellemembranen
    • 3.1 Generelt
    • 3.2 Funktion af proteiner i membranen  
    • 3.3 Funktion af den ydre kulhydratskal
  • 4 referencer

Strukturen af ​​cellemembranen

oversigt

Cellemembranen består af en struktur uigennemtrængelig for vandopløselige molekyler og ioner mellem 7 og 9 nanometer tykke. Det observeres i elektroniske mikrofotografer som en kontinuerlig og tynd dobbeltlinie, der omgiver den cellulære cytoplasma.

Membranen er sammensat af et phospholipid-dobbeltlag, med proteiner indlejret langs dets struktur og anbragt på overfladen.

Derudover indeholder den kulhydratmolekyler på begge overflader (internt og eksternt), og i tilfælde af animalske eukaryotiske celler præsenterer det også kolesterolmolekyler spredt inde i dobbeltlaget..

Phospholipid dobbeltlag

Fosfolipider er amfipatiske molekyler, som har en hydrofil ende, der er færdig til vandet, og en anden hydrofob - der afviser vand-.

Det phospholipid-dobbeltlag, der udgør cellemembranen, har hydrofobe (apolære) kæder anbragt mod membranets indre og hydrofile (polære) ender placeret mod det ydre miljø.

Således udsættes hovedet af phospholipiderne af phosphatgrupperne på den ydre overflade af membranen.

Husk at både det eksterne miljø og det indre eller cytosol er vandige. Dette påvirker arrangementet af phospholipid-dobbeltlaget med dets polære dele, der interagerer med vand, og dets hydrofobe dele danner membranets indre matrix.

kolesterol

I membranen af ​​eukaryote dyrceller findes cholesterolmolekyler indsat i fosfolipidernes hydrofobe haler..

Disse molekyler findes ikke i membranerne af prokaryote celler, nogle protister, planter og svampe.

Integrale membran- eller transmembranproteiner

I det indre af phospholipid-dobbeltlaget integreres integrerede membranproteiner.

Disse interagerer ikke-kovalent gennem deres hydrofobe dele med lipid-dobbeltlaget, idet de lokaliserer deres hydrofile ender mod det ydre vandige medium.

Konfiguration af membranproteiner

De kan præsentere en simpel konfiguration i form af en stang, med en hydrofob alfa-helix foldet og indlejret i membranets indre og med hydrofile dele udvidet til siderne.

De kan også præsentere en større konfiguration, kugleformet type og med kompleks tertiær eller kvaternær struktur.

Sidstnævnte krydser sædvanligvis cellemembranen adskillige gange med deres segmenter af alfa-helixer gentaget og anbragt i zigzag gennem lipid-dobbeltlaget..

Porer i membranerne

Nogle af disse globulære proteiner har interne hydrofile dele, der danner kanaler eller porer, hvorigennem udvekslingen af ​​polære stoffer forekommer fra den cellulære udvendige til cytosolen og omvendt.

Perifere proteiner

På overfladen af ​​den cytoplasmatiske side af cellemembranen eksisterer der perifere membranproteiner forbundet med de fremspringende dele af nogle integrerede proteiner.

Disse proteiner trænger ikke ind i den hydrofobe kerne af lipid-dobbeltlaget.

Carbohydrat cover

Der er kulhydratmolekyler på begge overflader af membranen.

Især har membranets ydre overflade en overflod af glycolipider. Korte kæder af kulhydrater eksponeret og kovalent bundet til fremspringende proteindele, kaldet glycoproteiner, observeres også.

Cellemembranens flydighed

Forholdet mellem mættet og umættet fedtsyre

Membranets fluiditet afhænger hovedsageligt af forholdet mellem phospholipider af mættede og umættede fedtsyrer. Denne membranfluiditet falder, idet andelen af ​​phospholipider af mættede fedtsyrekæder øges med hensyn til umættede fedtsyrer.

Dette skyldes den større sammenhæng mellem de lange og simple kæder af mættede fedtsyrer med hensyn til sammenhængen mellem de korte og umættede kæder af de umættede fedtsyrer..

Jo større sammenhængen mellem dens molekylære komponenter, jo mindre væske membranen vil præsentere.

kolesterol

Kolesterolmolekylerne interagerer gennem deres stive ringe med lipidernes carbonhydridkæder, øger membranets stivhed og formindsker permeabiliteten af ​​det samme.

I membranerne i de fleste eukaryote celler, hvor der er en relativt høj koncentration af cholesterol, forhindrer det de carbonholdige kæder i at bindes ved lave temperaturer. Sådan fryser membranen ved lave temperaturer.

Specielle funktioner

De forskellige typer af cellemembraner har særlige forhold i deres mængde og type proteiner og kulhydrater såvel som i forskelligheden af ​​eksisterende lipider.

Disse særlige forhold er forbundet med specifikke cellulære funktioner.

Ikke alene er der konstitutive forskelle mellem membranerne af eukaryotiske og prokaryote celler og mellem dem af organellerne, men også mellem regioner af samme membran.

Cellemembran funktion

oversigt

Cellemembranen afgrænser cellen og giver den mulighed for at opretholde en stabil tilstand i cytosolen, der er forskellig fra det eksterne miljø. Dette gennem den aktive og passive regulering af passage af stoffer (vand, ioner og metabolitter) gennem sig selv, ved at opretholde det elektrokemiske potentiale, der er nødvendigt for cellulær funktion.

Det tillader også cellen at reagere på signaler fra det eksterne miljø gennem kemiske receptorer i membranen og tilvejebringer forankringssteder for cytoskeletfilamenterne..

I tilfælde af eukaryote celler deltager den også i etablering af interne rum og organeller med specifikke metaboliske funktioner.

Funktion af proteiner i membranen  

Der er forskellige membranproteiner med specifikke funktioner, blandt hvilke vi kan nævne:

  • Enzymer, der katalyserer (accelerere) kemiske reaktioner,
  • Membranreceptorer, der deltager i genkendelse og binding til signalmolekyler (såsom hormoner),
  • Proteiner transporterer stoffer gennem membranen (mod cytosol og fra dette til cellen udvendigt). De opretholder en elektrokemisk gradient takket være iontransport.

Ekstern kulhydrat skal funktion

Kulhydrater eller glycolipider deltager i adhæsion af celler til hinanden og i processen med genkendelse og interaktion af cellemembranen med molekyler såsom antistoffer, hormoner og vira.

referencer

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E. A., White H.A. og Wiedemann, C.G. (2003). Cellbiologi, en kort kursus. Anden udgave. Wiley-Liss s. 535.
  2. Engelman, D. (2005). Membraner er mere mosaiske end væske. Nature 438 (7068), 578-580. doi: 10.1038 / nature04394
  3. Nicolson, G. L. (2014). Den væskemosaiske model af membranstruktur. Stadig relevant for at forstå strukturen, funktionen og dynamikken i biologiske membraner efter mere end 40 år. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembraner, 1838 (6), 1451-1466. doi: 10.1016 / j.bbamem.2013.10.019
  4. Raven, J. (2002). Biologi. Sjette udgave. MGH. s. 1239.
  5. Singer, S.J. og Nicolson, G.L. (1972). Væskemosaikmodellen af ​​cellemembranernes struktur. Science, 175 (4023), 720-731. doi: 10.1126 / science.175.4023.720