Mikä on nestemäinen mosaiikkimalli?



nestemäistä mosaiikkimallia Hän toteaa, että solukalvot tai biomembraanit ovat dynaamisia rakenteita, joilla on eri molekyylikomponenttien juoksevuus, joka voi liikkua sivusuunnassa. Toisin sanoen nämä komponentit ovat liikkuvia eivätkä staattisia, kuten aiemmin uskottiin.

Tätä mallia esittivät S. Jonathan Singer ja Garth. L. Nicolson vuonna 1972 ja tänään on laajalti hyväksytty tiedeyhteisössä. Kaikki solut sisältyvät solukalvoon, jossa on erityispiirteitä sen rakenteessa ja toiminnassa.

Tämä kalvo määrittelee solun rajat, mikä sallii erojen olemassaolon sytosolin (tai solun sisäosan) ja ulkoisen ympäristön välillä. Lisäksi säännellään aineiden vaihtoa solun ja ulkopuolen välillä.

Eukaryoottisissa soluissa, sisempi kalvot ja soluelimiin myös määrittää osastoa eri toimintoja, kuten esimerkiksi mitokondrioita, viherhiukkaset, tumakotelossa, endoplasmakalvostoon, Golgin laitteeseen, jne..

indeksi

  • 1 Solukalvon rakenne
    • 1.1 Yleistä
    • 1.2 Fosfolipidikerros
    • 1.3 Kolesteroli
    • 1.4 Integroitu kalvo tai transmembraaniproteiinit
    • 1.5 Membraaniproteiinien konfigurointi
    • 1.6 Kalvoissa olevat huokoset
    • 1.7 Perifeeriset proteiinit
    • 1.8 Hiilihydraattikansi
  • 2 Solukalvon virtaus
    • 2.1 Tyydyttyneiden ja tyydyttymättömien rasvahappojen osuus
    • 2.2 Kolesteroli
    • 2.3 Erityispiirteet
  • 3 Solukalvon toiminta
    • 3.1 Yleistä
    • 3.2 Proteiinien toiminta kalvossa  
    • 3.3 Ulkoisen hiilihydraattikuoren toiminta
  • 4 Viitteet

Solukalvon rakenne

yleiskatsaus

Solukalvo koostuu rakenteesta, joka on läpäisemätön vesiliukoisia molekyylejä ja ioneja, joiden paksuus on 7 - 9 nanometriä. Sitä havaitaan elektronisissa mikrotiedoissa jatkuvana ja ohuena kaksoisviivana, joka ympäröi solun sytoplasmaa.

Kalvo koostuu fosfolipidikerroksesta, jossa proteiinit on upotettu sen rakenteeseen ja järjestetty pinnalle.

Lisäksi se sisältää hiilihydraattimolekyylejä molemmilla pinnoilla (sisäinen ja ulkoinen), ja eläinten eukaryoottisolujen tapauksessa se esittää myös kolesterolimolekyylejä, jotka ovat sekoittuneet kaksoiskerroksen sisään..

Fosfolipidikerros

Fosfolipidit ovat amfipaattisia molekyylejä, joilla on hydrofiilinen pää, joka lopettaa veden, ja toinen hydrofobinen - joka torjuu veden-.

Fosfolipidikaksoisrakenteen, joka muodostaa solumembraanin, jossa on hydrofobisia ketjuja (poolittomat) on sijoitettu sisäänpäin kalvon, ja hydrofiiliset päät (polaarinen), joka sijaitsee ulkoisen ympäristön.

Täten fosfolipidien fosfaatti- ryhmien päät paljastuvat kalvon ulkopinnalle.

Muista, että sekä ulkoinen ympäristö että sisäinen tai sytosoli ovat vesipitoisia. Tämä vaikuttaa fosfolipidikaksikerroksen järjestelyyn sen polaaristen osien kanssa, jotka ovat vuorovaikutuksessa veden ja sen hydrofobisten osien kanssa, jotka muodostavat kalvon sisäisen matriisin..

kolesteroli

Eukaryoottisten eläinsolujen membraanissa on kolesterolimolekyylejä, jotka on insertoitu fosfolipidien hydrofobisiin pyrstöihin..

Näitä molekyylejä ei löydy prokaryoottisten solujen, joidenkin protistien, kasvien ja sienien kalvoista.

Integroitu kalvo tai transmembraaniproteiinit

Fosfolipidikaksokerroksen sisäpuolella integroidut kalvoproteiinit on interkaloitu.

Nämä vuorovaikuttavat ei-kovalenttisesti niiden hydrofobisten osien läpi, lipidikaksokerroksen kanssa, sijoittamalla niiden hydrofiiliset päät ulkoista vesipitoista väliainetta kohti.

Membraaniproteiinien konfigurointi

Ne voivat olla yksinkertaisia ​​määrityksiä sauvan muotoinen, jolla on alfa-kierre taitettu ja upotettu sisäkalvon hydrofobisia ja hydrofiilisiä osia laajennettu sivuttain.

Niillä voi myös olla suurempi konfiguraatio, globulaarinen tyyppi ja monimutkainen tertiäärinen tai kvaternäärinen rakenne.

Jälkimmäinen kulkee yleensä solukalvon läpi useaan kertaan niiden toistuvien alfaheliksien segmenttien kanssa, jotka on järjestetty siksakiksi lipidikaksokerroksen läpi..

Huokoset kalvoissa

Joillakin näistä globulaarisista proteiineista on sisäisiä hydrofiilisiä osia, muodostavia kanavia tai huokosia, joiden kautta polaaristen aineiden vaihtaminen tapahtuu solun ulkopuolelta sytosoliin ja päinvastoin.

Perifeeriset proteiinit

Solumembraanin sytoplasmisen puolen pinnalla on perifeerisiä membraaniproteiineja, jotka on liitetty joidenkin integroitujen proteiinien ulkoneviin osiin.

Nämä proteiinit eivät tunkeudu lipidikaksokerroksen hydrofobiseen ytimeen.

Hiilihydraattikansi

Kalvon molemmilla pinnoilla on hiilihydraattimolekyylejä.

Erityisesti kalvon ulkopinnalla on runsaasti glykolipidejä. Havaitaan myös lyhyitä hiilihydraattiketjuja, jotka ovat alttiina ja kovalenttisesti sidoksissa ulkoneviin proteiiniosiin, joita kutsutaan glykoproteiineiksi..

Solukalvon virtaus

Kyllästynyt ja tyydyttymätön rasvahappojen suhde

Kalvon juoksevuus riippuu pääasiassa tyydyttyneiden ja tyydyttymättömien rasvahappojen fosfolipidien osuudesta. Tämä kalvon juoksevuus pienenee, kun tyydyttyneiden rasvahappoketjujen fosfolipidien osuus kasvaa tyydyttymättömien rasvahappojen suhteen.

Tämä johtuu siitä, että se on suurempi koheesio välillä pitkän yksijuosteiset tyydyttyneitä rasvahappoja, noin välinen koheesio lyhyt ja tyydyttymättömien rasvahappojen ketjuja tyydyttymättömiä.

Mitä suurempi on sen molekyylikomponenttien välinen yhteenkuuluvuus, sitä vähemmän nestettä on kalvo.

kolesteroli

Kolesterolimolekyylit ovat vuorovaikutuksessa jäykkien renkaidensa kanssa lipidien hiilivetyketjujen kanssa, mikä lisää kalvon jäykkyyttä ja pienentää saman läpäisevyyden..

Useimpien eukaryoottisolujen kalvoissa, joissa on suhteellisen korkea kolesterolipitoisuus, se estää hiiliketjujen sitoutumisen alhaisissa lämpötiloissa. Näin kalvo jäätyy alhaisissa lämpötiloissa.

erityispiirteet

Eri solumembraanityypeillä on erityispiirteitä proteiinien ja hiilihydraattien määrän ja tyypin sekä olemassa olevien lipidien moninaisuudessa.

Nämä erityispiirteet liittyvät tiettyihin solutoimintoihin.

Eukaryoottisten ja prokaryoottisten solujen kalvojen sekä organellien, mutta myös saman kalvon alueiden välillä on olennaisia ​​eroja..

Solumembraanitoiminto

yleiskatsaus

Solukalvo rajaa solun ja sallii sen ylläpitää stabiilia tilaa sytosolissa, joka on erilainen kuin ulkoisen ympäristön. Tämä tapahtuu aineiden (vesi, ionit ja metaboliitit) kulkeutumisen aktiivisella ja passiivisella säätelyllä itsensä läpi säilyttäen solujen toiminnan kannalta välttämättömän sähkökemiallisen potentiaalin.

Se sallii myös solun reagoida ulkoisesta ympäristöstä tuleviin signaaleihin membraanin kemiallisten reseptorien kautta ja antaa ankkurointikohtia sytoskeletonfilamenteille..

Eukaryoottisolujen tapauksessa se osallistuu myös sisäisten osastojen ja organellien muodostamiseen, joilla on erityisiä metabolisia toimintoja.

Proteiinien toiminta kalvossa  

On olemassa erilaisia ​​kalvoproteiineja, joilla on erityisiä toimintoja, joista voi mainita:

  • Entsyymit, jotka katalysoivat (nopeuttavat) kemiallisia reaktioita,
  • Membraanireseptorit, jotka osallistuvat tunnistusmolekyylien (kuten hormonien) tunnistamiseen ja sitoutumiseen,
  • Proteiinit kuljettavat aineita kalvon läpi (kohti sytosolia ja tästä solun ulkopuolelle). Ne säilyttävät sähkökemiallisen gradientin ionikuljetuksen ansiosta.

Ulkoinen hiilihydraattikuoren toiminto

Hiilihydraatit tai glykolipidit osallistuvat solujen tarttumiseen toisiinsa ja solumembraanin tunnistamis- ja vuorovaikutusprosessissa molekyyleihin, kuten vasta-aineisiin, hormoneihin ja viruksiin.

viittaukset

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White H.A. ja Wiedemann, C. G. (2003). Cell Biology, lyhyt kurssi. Toinen painos. Wiley-Liss s. 535.
  2. Engelman, D. (2005). Kalvot ovat mosaiikkisia kuin nestettä. Nature 438 (7068), 578-580. doi: 10,1038 / nature04394
  3. Nicolson, G. L. (2014). Membraanirakenteen neste-mosaiikkimalli. On edelleen tärkeää ymmärtää biologisten kalvojen rakennetta, toimintaa ja dynamiikkaa yli 40 vuoden kuluttua. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1838 (6), 1451-1466. doi: 10.1016 / j.bbamem.2013.10.019
  4. Raven, J. (2002). Biologiaa. Kuudes painos. MGH. s. 1239.
  5. Singer, S. J. ja Nicolson, G.L. (1972). Solumembraanien rakenteen nestemäinen mosaiikkimalli. Science, 175 (4023), 720-731. doi: 10.1126 / science.175.4023.720