Što je model tekućeg mozaika?



tekući mozaični model On navodi da su stanične membrane ili biomembrane dinamičke strukture koje pokazuju fluidnost svojih različitih molekularnih komponenti, koje se mogu kretati bočno. To znači da su ove komponente u pokretu, a ne statične, kao što se ranije smatralo.

Ovaj model su podigli S. Jonathan Singer i Garth. L. Nicolson je 1972. i danas široko prihvaćen od strane znanstvene zajednice. Sve stanice su sadržane u staničnoj membrani s određenim svojstvima u svojoj konstituciji i funkciji.

Ova membrana definira granice stanice, dopuštajući postojanje razlika između citosola (ili stanične unutrašnjosti) i vanjske okoline. Osim toga, regulira razmjenu tvari između stanice i izvana.

U eukariotskim stanicama, unutarnje membrane također definiraju odjeljke i organele s različitim funkcijama, kao što su mitohondriji, kloroplasti, nuklearna ovojnica, endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, među ostalima..

indeks

  • 1 Struktura stanične membrane
    • 1.1 Općenito
    • 1.2 Fosfolipidni dvosloj
    • 1.3 Kolesterol
    • 1.4. Integralni membranski ili transmembranski proteini
    • 1.5 Konfiguracija membranskih proteina
    • 1.6 Pore na membranama
    • 1.7. Periferni proteini
    • 1.8 Ugljeni hidrat
  • 2 Fluidnost stanične membrane
    • 2.1. Udio zasićenih i nezasićenih masnih kiselina
    • 2.2 Kolesterol
    • 2.3 Posebnosti
  • 3 Funkcija stanične membrane
    • 3.1 Općenito
    • 3.2 Funkcija proteina u membrani  
    • 3.3 Funkcija vanjske ljuske ugljikohidrata
  • 4 Reference

Struktura stanične membrane

pregled

Stanična se membrana sastoji od strukture nepropusne za molekule topljive u vodi i iona debljine između 7 i 9 nanometara. Promatra se u elektronskim mikrofotografijama kao kontinuirana i tanka dvostruka linija koja okružuje staničnu citoplazmu.

Membrana je sastavljena od fosfolipidnog dvosloja, s proteinima ugrađenim duž njegove strukture i raspoređenim na površini.

Osim toga, sadrži molekule ugljikohidrata na obje površine (unutarnje i vanjske), au slučaju životinjskih eukariotskih stanica, također predstavlja molekule kolesterola rasutih unutar dvosloja..

Fosfolipidni dvosloj

Fosfolipidi su amfipatske molekule koje imaju hidrofilni kraj - završavaju se u vodi, a druga hidrofobna - koja odbija vodu-.

Fosfolipidni dvosloj koji čini staničnu membranu, ima hidrofobne (nepolarne) lance raspoređene prema unutrašnjosti membrane i hidrofilne (polarne) krajeve smještene prema vanjskoj okolini.

Tako su glave fosfatnih skupina fosfolipida izložene na vanjskoj površini membrane.

Zapamtite da su i vanjski okoliš i unutarnji ili citosol vodeni. To utječe na raspored dvostrukog sloja fosfolipida s njegovim polarnim dijelovima koji međusobno djeluju s vodom i njezinim hidrofobnim dijelovima koji tvore unutarnju matricu membrane.

holesterol

U membrani eukariotskih životinjskih stanica, molekule kolesterola nalaze se umetnute u hidrofobne repove fosfolipida.

Te se molekule ne nalaze u membranama prokariotskih stanica, nekim protistima, biljkama i gljivicama.

Integralni membranski ili transmembranski proteini

U unutrašnjosti fosfolipidnog dvosloja integrirani su membranski proteini.

Oni nekovalentno djeluju preko svojih hidrofobnih dijelova, s lipidnim dvoslojem, smještajući njihove hidrofilne krajeve prema vanjskom vodenom mediju.

Konfiguracija membranskih proteina

Mogu predstavljati jednostavnu konfiguraciju u obliku šipke, s hidrofobnim alfa heliksom presavijenim i ugrađenim u unutrašnjost membrane, te s hidrofilnim dijelovima proširenim u stranu.

Također mogu predstavljati veću konfiguraciju, globularni tip i sa složenom tercijarnom ili kvartarnom strukturom.

Potonji obično nekoliko puta prelaze staničnu membranu, a njihovi se segmenti alfa heliksa ponavljaju i raspoređuju u cik-cak kroz lipidni dvosloj..

Pore ​​na membranama

Neki od ovih globularnih proteina imaju unutarnje hidrofilne dijelove, formirajući kanale ili pore, kroz koje dolazi do izmjene polarnih tvari od stanične vanjske do citosola i obrnuto.

Periferni proteini

Na površini citoplazmatske strane stanične membrane postoje periferni membranski proteini koji su povezani s izbočenim dijelovima nekih integralnih proteina.

Ti proteini ne prodiru u hidrofobnu jezgru lipidnog dvosloja.

Ugljeni hidrat

Na obje površine membrane postoje ugljikohidratne molekule.

Posebno, vanjska površina membrane ima obilje glikolipida. Kratki lanci ugljikohidrata koji su izloženi i kovalentno povezani s dijelovima proteina koji se nazivaju glikoproteini, također su promatrani.

Fluidnost stanične membrane

Omjer zasićenih i nezasićenih masnih kiselina

Fluidnost membrane ovisi uglavnom o omjeru prisutnih fosfolipida zasićenih i nezasićenih masnih kiselina. Ta fluidnost membrane opada s povećanjem udjela fosfolipida u lancima zasićenih masnih kiselina u odnosu na nezasićene masne kiseline.

To je zbog veće kohezije između dugih i jednostavnih lanaca zasićenih masnih kiselina, s obzirom na koheziju između kratkih i nezasićenih lanaca nezasićenih masnih kiselina..

Što je veća kohezija između njezinih molekularnih komponenti, to će membrana biti manje tečna.

holesterol

Molekule kolesterola međusobno djeluju preko svojih krutih prstena s ugljikovodičnim lancima lipida, povećavajući krutost membrane i smanjujući propusnost istih..

U membranama većine eukariotskih stanica, gdje postoji relativno visoka koncentracija kolesterola, sprječava se vezanje karbonatnih lanaca na niskim temperaturama. Tako se membrana zamrzava na niskim temperaturama.

Posebne značajke

Različiti tipovi staničnih membrana imaju posebnosti u količini i vrsti proteina i ugljikohidrata, kao iu raznolikosti postojećih lipida..

Te su osobitosti povezane sa specifičnim staničnim funkcijama.

Ne samo da postoje konstitutivne razlike između membrana eukariotskih i prokariotskih stanica, nego i između organela, ali i između regija iste membrane.

Funkcija stanične membrane

pregled

Stanična membrana ograničava stanicu i omogućuje joj održavanje stabilnog stanja u citosolu, različitog od vanjskog okruženja. To, kroz aktivnu i pasivnu regulaciju prolaska tvari (vode, iona i metabolita) kroz sebe, održavajući elektrokemijski potencijal potreban za funkcioniranje stanica.

Ona također omogućuje stanici da reagira na signale iz vanjskog okruženja putem kemijskih receptora u membrani i osigurava mjesta za sidrenje filamenta citoskeleta..

U slučaju eukariotskih stanica, također sudjeluje u uspostavljanju unutarnjih odjeljaka i organela s specifičnim metaboličkim funkcijama.

Funkcija proteina u membrani  

Postoje različiti membranski proteini sa specifičnim funkcijama, među kojima možemo spomenuti:

  • Enzimi koji kataliziraju (ubrzavaju) kemijske reakcije,
  • Membranski receptori koji sudjeluju u prepoznavanju i vezanju za signalne molekule (kao što su hormoni),
  • Proteini prenose tvari kroz membranu (prema citosolu i od toga do vanjske stanice). Oni održavaju elektrokemijski gradijent zahvaljujući ionskom transportu.

Vanjska funkcija ljuske ugljikohidrata

Ugljikohidrati ili glikolipidi sudjeluju u prianjanju stanica jedan s drugim iu procesu prepoznavanja i interakcije stanične membrane s molekulama kao što su antitijela, hormoni i virusi..

reference

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White H.A. i Wiedemann, C.G. (2003). Biologija stanica, kratki tečaj. Drugo izdanje. Wiley-Liss pp.
  2. Engelman, D. (2005). Membrane su više mozaične nego tekuće. Nature 438 (7068), 578-580. doi: 10.1038 / nature04394
  3. Nicolson, G.L. (2014). Model fluida i mozaika strukture membrane. Još uvijek relevantna za razumijevanje strukture, funkcije i dinamike bioloških membrana nakon više od 40 godina. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1838 (6), 1451-1466. doi: 10.1016 / j.bbamem.2013.10.019
  4. Raven, J. (2002). Biologija. Šesto izdanje. MGH. str. 1239.
  5. Singer, S. J. i Nicolson, G.L. (1972). Model tekućeg mozaika strukture staničnih membrana. Science, 175 (4023), 720-731. doi: 10.1126 / science.175.4023.720