รูปแบบโมเสคเหลวคืออะไร?

รูปแบบโมเสคของเหลว เขากล่าวว่าเยื่อหุ้มเซลล์หรือ biomembranes เป็นโครงสร้างแบบไดนามิกที่แสดงการไหลขององค์ประกอบโมเลกุลที่แตกต่างกันซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายในแนวตั้ง กล่าวคือส่วนประกอบเหล่านี้เคลื่อนไหวได้และไม่คงที่ดังที่เคยเชื่อกันมาก่อน.

รุ่นนี้ถูกเลี้ยงโดยเอส. โจนาธานซิงเกอร์และการ์ ธ L. Nicolson ในปี 1972 และวันนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากชุมชนวิทยาศาสตร์ เซลล์ทั้งหมดมีเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะในรัฐธรรมนูญและหน้าที่ของมัน.

เมมเบรนนี้กำหนดขีด จำกัด ของเซลล์ช่วยให้การดำรงอยู่ของความแตกต่างระหว่าง cytosol (หรือภายในเซลล์) และสภาพแวดล้อมภายนอก นอกจากนี้ยังควบคุมการแลกเปลี่ยนสารระหว่างเซลล์และภายนอก.

ในเซลล์ยูคาริโอตเยื่อหุ้มภายในยังกำหนดช่องและ organelles ด้วยฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันเช่นไมโตคอนเดรียคลอโรพลาสต์ซองจดหมายนิวเคลียร์.

ดัชนี

• 1 โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์
  • 1.1 ทั่วไป
  • 1.2 Bilayer Phospholipid
  • 1.3 คอเลสเตอรอล
  • 1.4 Integral membrane หรือ transmembrane proteins
  • 1.5 การกำหนดค่าของโปรตีนเมมเบรน
  • 1.6 รูขุมขนในเยื่อหุ้มเซลล์
  • 1.7 โปรตีนรอบนอก
  • 1.8 ปกคาร์โบไฮเดรต
• 2 การไหลของเยื่อหุ้มเซลล์
  • 2.1 สัดส่วนของกรดไขมันอิ่มตัวและไม่อิ่มตัว
  • 2.2 โคเลสเตอรอล
  • 2.3 ลักษณะเฉพาะ
• 3 ฟังก์ชั่นของเยื่อหุ้มเซลล์
  • 3.1 ทั่วไป
  • 3.2 การทำงานของโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์  
  • 3.3 ฟังก์ชั่นของเปลือกคาร์โบไฮเดรตด้านนอก
• 4 อ้างอิง

โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์

ภาพรวม

เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยโครงสร้างที่ผ่านเข้าไปไม่ได้กับโมเลกุลและไอออนที่ละลายน้ำได้ระหว่างความหนา 7 ถึง 9 นาโนเมตร มันถูกพบในภาพถ่ายไมโครอิเล็กทรอนิกส์เป็นเส้นคู่ต่อเนื่องและบางที่ล้อมรอบ cytoplasm ของเซลล์.

เมมเบรนนั้นประกอบไปด้วยฟอสโฟลิปิด bilayer ซึ่งมีโปรตีนฝังอยู่ตามโครงสร้างและจัดเรียงบนพื้นผิว.

นอกจากนี้ยังมีโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตบนพื้นผิว (ภายในและภายนอก) และในกรณีของเซลล์ยูคาริโอตสัตว์มันยังนำเสนอโมเลกุลคอเลสเตอรอลที่กระจายอยู่ภายใน bilayer.

bilayer ฟอสฟอรัส

ฟอสโฟไลปิดส์เป็นโมเลกุล amphipathic ที่มีจุดสิ้นสุดน้ำ - เสร็จสิ้นไปยังน้ำ - และไม่ชอบน้ำอื่น - ที่ขับไล่น้ำ-.

bilayer ฟอสโฟไลปิดที่ทำหน้าที่สร้างเยื่อหุ้มเซลล์มีโซ่ที่ไม่ชอบน้ำ (apolar) เรียงต่อกันไปสู่ด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์และขั้วปลายน้ำ (ขั้ว) ตั้งอยู่ทางด้านสิ่งแวดล้อมภายนอก.

ดังนั้นหัวของกลุ่มฟอสเฟตของฟอสโฟลิปิดจึงสัมผัสกับผิวด้านนอกของเมมเบรน.

โปรดจำไว้ว่าทั้งสภาพแวดล้อมภายนอกและภายในหรือไซโตซอลนั้นเป็นน้ำ สิ่งนี้มีผลต่อการเรียงตัวของชั้นสองฟอสโฟไลปิดเนื่องจากส่วนขั้วมีปฏิสัมพันธ์กับน้ำและส่วนที่ไม่ชอบน้ำทำให้เกิดเมทริกซ์ภายในของเมมเบรน.

คอเลสเตอรอล

ในเยื่อหุ้มเซลล์สัตว์ยูคาริโอตโมเลกุลของคอเลสเตอรอลถูกแทรกเข้าไปในหางที่ไม่เข้ากับน้ำของฟอสโฟไลปิด.

โมเลกุลเหล่านี้ไม่พบในเยื่อหุ้มเซลล์โปรคาริโอต, โปรติสตาส, พืชและเชื้อราบางชนิด.

ส่วนประกอบของโปรตีนหรือเมมเบรนชนิดหนึ่ง

ในการตกแต่งภายในของ bilol phospholipid นั้นโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์จะถูกรวมเข้าด้วยกัน.

สิ่งเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับโควาเลนต์โดยไม่ผ่านส่วนที่ไม่ชอบน้ำกับ lipid bilayer ซึ่งเป็นที่ตั้งของพวกมันที่ชอบน้ำเข้าไปในตัวกลางที่เป็นน้ำภายนอก.

องค์ประกอบของโปรตีนเมมเบรน

พวกเขาสามารถนำเสนอการกำหนดค่าที่เรียบง่ายในรูปแบบของแกนที่มี alpha helix พับและฝังอยู่ในการตกแต่งภายในเมมเบรนและมีส่วนที่ชอบน้ำขยายไปด้านข้าง.

พวกเขายังสามารถนำเสนอการกำหนดค่าขนาดใหญ่ประเภททรงกลมและโครงสร้างตติยภูมิหรือ quaternary ที่ซับซ้อน.

หลังมักจะข้ามเยื่อหุ้มเซลล์หลายต่อหลายครั้งด้วยส่วนของอัลฟาเอนริเอสซ้ำและจัดเรียงในซิกแซกผ่านไขมัน bilayer.

รูขุมขนในเยื่อหุ้มเซลล์

โปรตีนทรงกลมเหล่านี้บางส่วนมีส่วนที่เป็นน้ำภายในทำให้เกิดช่องหรือรูขุมขนซึ่งการแลกเปลี่ยนของสารขั้วโลกเกิดขึ้นจากภายนอกเซลล์ไปยังไซโตโซลและในทางกลับกัน.

โปรตีนรอบนอก

บนพื้นผิวของด้านไซโตพลาสซึมของเยื่อหุ้มเซลล์นั้นมีโปรตีนโปรตีนรอบนอกเชื่อมโยงกับส่วนที่ยื่นออกมาของโปรตีนบางชนิด.

โปรตีนเหล่านี้จะไม่ทะลุผ่านแกนกลางของไขมันในไขมัน.

ปกคาร์โบไฮเดรต

มีโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตบนพื้นผิวทั้งสองของเมมเบรน.

โดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นผิวด้านนอกของเมมเบรนมีความหลากหลายของ glycolipids มีการค้นพบสายโซ่สั้น ๆ ของคาร์โบไฮเดรตและการเชื่อมโยงโควาเลนท์กับส่วนโปรตีนที่ยื่นออกมาซึ่งเรียกว่าไกลโคโปรตีน.

การไหลของเยื่อหุ้มเซลล์

เทียบกับอัตราส่วนกรดไขมันไม่อิ่มตัว

การไหลของเมมเบรนขึ้นอยู่กับสัดส่วนระหว่างฟอสโฟลิปิดของกรดไขมันอิ่มตัวและไม่อิ่มตัวที่มีอยู่ การไหลของพังผืดนี้ลดลงตามสัดส่วนของฟอสโฟลิปิดของกรดไขมันอิ่มตัวที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับกรดไขมันไม่อิ่มตัว.

นี่คือสาเหตุที่การทำงานร่วมกันมากขึ้นระหว่างโซ่ยาวและง่ายของกรดไขมันอิ่มตัวด้วยความเคารพต่อการทำงานร่วมกันระหว่างโซ่สั้นและไม่อิ่มตัวของกรดไขมันไม่อิ่มตัว.

ยิ่งการเกาะติดกันมากขึ้นระหว่างส่วนประกอบของโมเลกุลก็จะมีของเหลวน้อยกว่าที่จะเกิดพังผืด.

คอเลสเตอรอล

โมเลกุลของคลอเรสเตอรอลทำงานผ่านวงแหวนแข็งของพวกเขาด้วยโซ่ไฮโดรคาร์บอนของไขมันเพิ่มความแข็งแกร่งของเยื่อหุ้มเซลล์และลดการซึมผ่านของเดียวกัน.

ในเยื่อหุ้มของเซลล์ยูคาริโอตส่วนใหญ่ซึ่งมีความเข้มข้นของคลอเรสเตอรอลค่อนข้างสูงมันจะป้องกันโซ่คาร์บอนจากการจับที่อุณหภูมิต่ำ นี่คือวิธีที่เมมเบรนค้างที่อุณหภูมิต่ำ.

คุณสมบัติพิเศษ

เยื่อหุ้มเซลล์ชนิดต่าง ๆ มีลักษณะเฉพาะในปริมาณและชนิดของโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตรวมถึงความหลากหลายของไขมันที่มีอยู่.

ลักษณะเฉพาะเหล่านี้เกี่ยวข้องกับฟังก์ชั่นโทรศัพท์มือถือโดยเฉพาะ.

ไม่เพียง แต่จะมีความแตกต่างที่เป็นส่วนประกอบระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ยูคาริโอตและโปรคาริโอตและระหว่างออร์กาเนลส์ แต่ยังอยู่ระหว่างภูมิภาคของเยื่อหุ้มเดียวกัน.

ฟังก์ชั่นเยื่อหุ้มเซลล์

ภาพรวม

เยื่อหุ้มเซลล์จะแยกเซลล์ออกและช่วยให้สามารถรักษาสภาพที่มั่นคงในไซโตสอลซึ่งแตกต่างจากสภาพแวดล้อมภายนอก สิ่งนี้ผ่านการใช้งานและการควบคุมของเนื้อเรื่อง (น้ำไอออนและสาร) ผ่านตัวมันเองรักษาศักยภาพทางเคมีไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเซลล์.

นอกจากนี้ยังช่วยให้เซลล์ตอบสนองต่อสัญญาณจากสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านทางตัวรับสารเคมีในเยื่อหุ้มเซลล์และจัดเตรียมจุดยึดสำหรับเส้นใยไซโตสโคป.

ในกรณีของเซลล์ยูคาริโอตนั้นก็มีส่วนร่วมในการสร้างช่องภายในและออร์แกเนลล์ที่มีฟังก์ชั่นการเผาผลาญเฉพาะ.

ฟังก์ชั่นของโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์  

มีโปรตีนเมมเบรนต่าง ๆ ที่มีฟังก์ชั่นเฉพาะซึ่งเราสามารถพูดถึง:

• เอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาทางเคมี,
• ตัวรับเมมเบรนที่มีส่วนร่วมในการรับรู้และผูกพันกับการส่งสัญญาณโมเลกุล (เช่นฮอร์โมน),
• โปรตีนขนส่งสารผ่านเมมเบรน (ไปยัง cytosol และจากนี้ไปยังเซลล์ภายนอก) พวกมันยังคงการไล่ระดับสีด้วยเคมีไฟฟ้าด้วยการขนส่งไอออน.

ฟังก์ชั่นเปลือกคาร์โบไฮเดรตภายนอก

คาร์โบไฮเดรตหรือ glycolipids มีส่วนร่วมในการยึดเกาะของเซลล์ซึ่งกันและกันและในกระบวนการรับรู้และปฏิสัมพันธ์ของเยื่อหุ้มเซลล์กับโมเลกุลเช่นแอนติบอดีฮอร์โมนและไวรัส.

การอ้างอิง

1. Bolsover, S.R. , Hyams, J.S. , Shephard, E.A. , White H.A. และ Wiedemann, C. G. (2003) ชีววิทยาของเซลล์ระยะสั้น ฉบับที่สอง Wiley-Liss pp 535.
2. Engelman, D. (2005) เมมเบรนเป็นโมเสคมากกว่าของเหลว ธรรมชาติ 438 (7068), 578-580 ดอย: 10.1038 / nature04394
3. Nicolson, G. L. (2014) แบบจำลอง Fluid-Mosaic ของโครงสร้างเมมเบรน ยังคงเกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจโครงสร้างหน้าที่และการเปลี่ยนแปลงของเยื่อหุ้มชีวภาพหลังจากใช้เวลานานกว่า 40 ปี Biochimica และ Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1838 (6), 1451-1466 doi: 10.1016 / j.bbamem.2013.10.019
4. Raven, J. (2002) ชีววิทยา ฉบับที่หก แมสซาชู pp 1239.
5. นักร้อง, S. J. และ Nicolson, G.L. (1972) แบบจำลองของไหลโมเสคของโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์. วิทยาศาสตร์, 175 (4023), 720-731 ดอย: 10.1126 / วิทยาศาสตร์ .75.4023.720