Mi a folyékony mozaik modell?



az folyékony mozaik modell Azt állítja, hogy a sejtmembránok vagy a biomembránok olyan dinamikus szerkezetek, amelyek különböző molekuláris összetevőik folyékonyságát mutatják, amelyek oldalirányban mozoghatnak. Ez azt jelenti, hogy ezek a komponensek mozgásban vannak, és nem statikusak, amint azt korábban hitték.

Ezt a modellt felvetette S. Jonathan Singer és Garth. L. Nicolson 1972-ben és ma a tudományos közösség széles körben elfogadott. Minden sejtet egy sejtmembrán tartalmaz, amelynek sajátosságai az alkotmányában és működésében vannak.

Ez a membrán meghatározza a sejt korlátait, lehetővé téve a különbségeket a citoszol (vagy celluláris belső) és a külső környezet között. Ezenkívül szabályozza az anyagcserét a sejt és a külső között.

Az eukarióta sejtekben a belső membránok különböző funkciókkal rendelkező rekeszeket és organellákat is definiálnak, mint pl. Mitokondriumok, kloroplasztok, a nukleáris burok, az endoplazmatikus retikulum, a Golgi készülék..

index

  • 1 A sejtmembrán szerkezete
    • 1.1 Általános
    • 1.2 Foszfolipid kettős réteg
    • 1.3 Koleszterin
    • 1.4 Integrált membrán vagy transzmembrán fehérjék
    • 1.5 A membránfehérjék konfigurálása
    • 1.6 Pórusok a membránokban
    • 1.7 Perifériás fehérjék
    • 1.8 Szénhidrát borítás
  • 2 A sejtmembrán folyékonysága
    • 2.1 A telített és telítetlen zsírsavak aránya
    • 2.2 Koleszterin
    • 2.3
  • 3 A sejtmembrán működése
    • 3.1 Általános
    • 3.2 A fehérjék működése a membránban  
    • 3.3 A külső szénhidrát héj működése
  • 4 Referenciák

A sejtmembrán szerkezete

áttekintés

A sejtmembrán a vízben oldódó molekulák és a 7 és 9 nanométer közötti vastagságú ionok áthatolhatatlan szerkezetéből áll. Az elektronikus mikrofotókban folyamatos és vékony kettős vonalat figyeltek meg, amely körülveszi a sejtes citoplazmat.

A membrán foszfolipid kettősrétegből áll, a fehérjék a szerkezetükbe ágyazódnak, és a felületre vannak elhelyezve.

Ezenkívül szénhidrát molekulákat tartalmaz mind a belső (külső és belső) felületeken, mind az állati eukarióta sejtek esetében koleszterin molekulákat mutat be a kettős rétegben..

Foszfolipid kettős réteg

A foszfolipidek olyan amfipatikus molekulák, amelyek hidrofil vége - a vízhez - és egy másik hidrofób -, amely megakadályozza a vizet-.

A sejtmembránt alkotó foszfolipid kettős réteg hidrofób (apoláris) láncai vannak a membrán belseje és a külső környezet felé vezető hidrofil (poláris) végek felé..

Tehát a foszfolipidek foszfátcsoportjainak fejei a membrán külső felületén vannak kitéve.

Ne feledje, hogy mind a külső környezet, mind a belső vagy a citoszol vizes. Ez befolyásolja a foszfolipid kettős réteg elrendezését annak poláris részével, amelyek kölcsönhatásba lépnek a vízzel és a hidrofób részekkel, amelyek a membrán belső mátrixát képezik..

koleszterin

Az eukarióta állati sejtek membránjában a koleszterin molekulákat a foszfolipidek hidrofób farokába helyezik be..

Ezek a molekulák nem találhatók meg a prokarióta sejtek membránjaiban, néhány protisztusban, növényekben és gombákban.

Integrált membrán vagy transzmembrán fehérjék

A foszfolipid kettős réteg belsejében az integrált membránfehérjék interkaláltak.

Ezek nem kovalensen kölcsönhatásba lépnek hidrofób részeiken, a lipid kettősréteggel, a hidrofil végeiket a külső vizes közeg felé helyezve.

A membránfehérjék konfigurálása

Egy egyszerű konfigurációt hozhatnak létre rúd formájában, hidrofób alfa-spirálokkal, amelyek a membrán belsejébe vannak összecsukva és beágyazva, és az oldalakra kiterjedő hidrofil részekkel.

Nagyobb konfigurációt, gömb alakú és összetett tercier vagy kvaterner szerkezettel is rendelkezhetnek.

Ez utóbbiak általában többször áthaladnak a sejtmembránon az ismétlődő alfa-hélix szegmenseikkel, és a csipeszben a lipid kettős rétegben elrendezve..

Pórusok a membránokban

Ezeknek a globuláris fehérjéknek némelyike ​​belső hidrofil részekkel, formáló csatornákkal vagy pórusokkal rendelkezik, amelyeken keresztül a poláris anyagok kicserélése a sejt külső részéből a citoszolig terjed, és fordítva..

Perifériás fehérjék

A sejtmembrán citoplazmatikus oldalának felületén léteznek perifériás membránfehérjék, amelyek egyes szerves fehérjék kiálló részeihez kapcsolódnak.

Ezek a fehérjék nem jutnak be a lipid kettősréteg hidrofób magjába.

Szénhidrát borítás

A membrán mindkét felületén szénhidrát molekulák vannak.

A membrán külső felülete különösen glikolipideket tartalmaz. A szénhidrátok rövid láncai, amelyek ki vannak téve és kovalensen kapcsolódnak a kiugró fehérje részekhez, úgynevezett glikoproteinek, szintén megfigyelhetők.

A sejtmembrán folyékonysága

Telített és telítetlen zsírsavak aránya

A membrán folyékonysága elsősorban a telített és telítetlen zsírsavak foszfolipidjei arányától függ. Ez a membrán fluiditás csökken, mivel a telített zsírsav-láncok foszfolipidjeinek aránya a telítetlen zsírsavakhoz viszonyítva nő..

Ez annak köszönhető, hogy a telített zsírsavak hosszú és egyszerű láncai között nagyobb a kohézió, a telítetlen zsírsavak rövid és telítetlen láncai közötti kohézió tekintetében..

Minél nagyobb a molekuláris komponensei közötti koherencia, annál kevésbé folyik a membrán.

koleszterin

A koleszterin molekulák a merev gyűrűkön keresztül kölcsönhatásba lépnek a lipidek szénhidrogénláncával, növelve a membrán merevségét és csökkentve ugyanezen permeabilitását..

A legtöbb eukarióta sejt membránjaiban, ahol a koleszterin viszonylag magas koncentrációja van, megakadályozza, hogy a szénláncok alacsony hőmérsékleten kötődjenek. Így a membrán lefagy alacsony hőmérsékleten.

Különlegességek

A különböző típusú sejtmembránok jellemzői a fehérjék és a szénhidrátok mennyiségében és típusában, valamint a meglévő lipidek sokféleségében..

Ezek a sajátosságok specifikus sejtfunkciókhoz kapcsolódnak.

Nemcsak az eukarióta és a prokarióta sejtek membránjai, hanem az organellák, hanem az ugyanazon membrán régiói közötti különbségek vannak..

Sejtmembrán funkció

áttekintés

A sejtmembrán határolja a sejtet, és lehetővé teszi, hogy stabil állapotot tartson fenn a citoszolban, amely eltér a külső környezetétől. Ez az anyagok (víz, ionok és metabolitok) áthaladásának önmagában történő aktív és passzív szabályozásával, a sejtek működéséhez szükséges elektrokémiai potenciál fenntartásával.

Lehetővé teszi továbbá, hogy a sejt reagáljon a külső környezetből érkező jelekre a membránban lévő kémiai receptorokon keresztül, és rögzítse a citoszkeleton filamentumokat..

Az eukarióta sejtek esetében is részt vesz a specifikus metabolikus funkciókkal rendelkező belső rekeszek és organellák kialakításában..

A fehérjék működése a membránban  

Különböző funkciókkal rendelkeznek különböző membránfehérjék, amelyek közül említhetjük:

  • A kémiai reakciókat katalizáló enzimek,
  • Membrán receptorok, amelyek részt vesznek a jelző molekulák (például hormonok) felismerésében és kötődésében,
  • A fehérjék a membránon keresztül szállítják az anyagokat (a citoszol felé és ebből a sejt külső részébe). Az ionátvitelnek köszönhetően elektrokémiai gradienst tartanak fenn.

Külső szénhidrát héj funkció

A szénhidrátok vagy a glikolipidek részt vesznek a sejtek egymáshoz való tapadásában és a sejtmembrán és a molekulák, például antitestek, hormonok és vírusok felismerésében és kölcsönhatásában..

referenciák

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White H.A. és Wiedemann, C. G. (2003). Cell Biology, egy rövid kurzus. Második kiadás. Wiley-Liss 535. oldal.
  2. Engelman, D. (2005). A membránok mozaikszerűbbek, mint a folyadék. Nature 438 (7068), 578-580. doi: 10,1038 / természet04394
  3. Nicolson, G. L. (2014). A membránszerkezet folyadék-mozaik modellje. A biológiai membránok szerkezetének, működésének és dinamikájának megértése még mindig fontos, több mint 40 éve. Biochimica és Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1838 (6), 1451-1466. doi: 10.1016 / j.bbamem.2013.10.019
  4. Raven, J. (2002). Biológia. Hatodik kiadás. MGH. 1239. oldal.
  5. Singer, S. J. és Nicolson, G.L. (1972). A sejtmembránok szerkezetének folyékony mozaik modellje. Science, 175 (4023), 720-731. doi: 10.1126 / science.175.4023.720