Vad är den flytande mosaikmodellen?



den flytande mosaikmodell Han säger att cellmembran eller biomembran är dynamiska strukturer som uppvisar fluiditet i deras olika molekylära komponenter, som kan röra sig i sidled. Det vill säga att dessa komponenter är i rörelse och inte statiska, som tidigare trodde.

Denna modell togs upp av S. Jonathan Singer och Garth. L. Nicolson år 1972 och idag är allmänt accepterad av det vetenskapliga samfundet. Alla celler är innehållna av ett cellmembran med särskilda egenskaper i sin konstitution och funktion.

Detta membran definierar cellens gränser, vilket möjliggör förekomsten av skillnader mellan cytosol (eller cellulärt inre) och den yttre miljön. Dessutom reglerar utbytet av ämnen mellan cellen och utsidan.

I eukaryota celler, de inre membran och organeller definierar också fack med olika funktioner, såsom mitokondrier, kloroplaster, kärnhöljet, det endoplasmatiska retiklet, golgiapparaten, etc..

index

  • 1 Cellmembranets struktur
    • 1.1 Allmänt
    • 1,2 fosfolipid dubbelskikt
    • 1,3 kolesterol
    • 1.4 Integrerade membran eller transmembranproteiner
    • 1.5 Konfiguration av membranproteiner
    • 1,6 Porer i membranen
    • 1,7 perifera proteiner
    • 1,8 Kolhydratskydd
  • 2 Cellmembranets flytning
    • 2.1 Andel mättad mot omättade fettsyror
    • 2,2 kolesterol
    • 2.3 Särskilda egenskaper
  • 3 Funktion av cellmembranet
    • 3.1 Allmänt
    • 3.2 Funktion av proteiner i membranet  
    • 3.3 Funktionen hos det yttre kolhydratskalet
  • 4 referenser

Strukturen av cellmembranet

översikt

Cellmembranet består av en struktur ogenomtränglig för vattenlösliga molekyler och joner mellan 7 och 9 nanometer tjocka. Det observeras i elektronmikrofotografier som en tunn, kontinuerlig dubbel linje runt cellens cytoplasma.

Membranet består av ett fosfolipid-dubbelskikt, med proteiner inbäddade längs sin struktur och anordnad på ytan.

Dessutom innehåller den kolhydratmolekyler på båda ytorna (interna och externa) och i fallet med animaliska eukaryota celler presenteras också kolesterolmolekyler interspersed inuti dubbelskiktet..

Fosfolipid-dubbelskikt

Fosfolipider är amfipatiska molekyler som har en hydrofil ände -finish till vattnet, och en annan hydrofob - som avstänger vatten-.

Det fosfolipid-dubbelskikt som bildar cellmembranet har hydrofoba (apolära) kedjor anordnade mot membranets inre och hydrofila (polära) ändar belägna mot den yttre miljön.

Sålunda exponeras huvudet av fosfatgruppernas fosfatgrupper på membrans yttre yta.

Kom ihåg att både den yttre miljön och den inre eller cytosolen är vattenhaltiga. Detta påverkar arrangemanget av fosfolipid-dubbelskiktet med dess polära delar som interagerar med vatten och dess hydrofoba delar bildar membranets inre matris.

kolesterol

I membranet av eukaryota djurceller finns kolesterolmolekyler insatta i fosfolipidernas hydrofoba svansar..

Dessa molekyler finns inte i membran av prokaryota celler, några protister, växter och svampar.

Integrerade membran eller transmembranproteiner

I det inre av fosfolipid-dubbelskiktet integreras integrerade membranproteiner.

Dessa interagerar icke-kovalent genom sina hydrofoba delar, med lipid-dubbelskiktet, lokalisering av deras hydrofila ändar mot det yttre vattenhaltiga mediet.

Konfiguration av membranproteiner

De kan presentera en enkel konfiguration i form av en stång, med en hydrofob alfa-helix vikad och inbäddad i membranets inre och med hydrofila delar utsträckta till sidorna.

De kan också presentera en större konfiguration, globulär typ och med komplex tertiär eller kvaternär struktur.

De senare övergår vanligen cellmembranet flera gånger med sina segment av alfa-helixer upprepade och anordnade i zigzag genom lipid-dubbelskiktet..

Porer i membranen

Några av dessa globala proteiner har inre hydrofila delar, som bildar kanaler eller porer genom vilka utbytet av polära substanser sker från den yttre cellen till cytosolen och vice versa.

Perifera proteiner

På ytan av cellmembranets cytoplasmatiska sida finns perifera membranproteiner kopplade till de utskjutande delarna av några integrella proteiner.

Dessa proteiner penetrerar inte den hydrofoba kärnan i lipid-dubbelskiktet.

Kolhydratskydd

Det finns kolhydratmolekyler på båda ytorna av membranet.

I synnerhet har den yttre ytan av membranet ett överflöd av glykolipider. Korta kedjor av kolhydrater exponerade och kovalent kopplade till utskjutande proteindelar, kallade glykoproteiner, observeras också.

Cellmembranets vätska

Mättat förhållande omättat fettsyror

Membranets fluiditet beror huvudsakligen på proportionen mellan fosfolipider av mättade och omättade fettsyror närvarande. Denna membranfluiditet minskar när andelen fosfolipider av mättade fettsyrakedjor ökar med avseende på omättade fettsyror.

Detta beror på den större sammanhållningen mellan de långa och enkla kedjorna av mättade fettsyror med avseende på sammanhållningen mellan de omättade fettsyrornas korta och omättade kedjor..

Ju större sammanhållningen mellan dess molekylära komponenter, desto mindre fluid kommer membranet att presentera.

kolesterol

Kolesterolmolekylerna interagerar genom sina styva ringar med lipidernas kolvätekedjor, vilket ökar membranets styvhet och minskar permeabiliteten hos samma.

I membranen hos de flesta eukaryota celler, där det finns en relativt hög koncentration av kolesterol, förhindras det att de kolhaltiga kedjorna bindas vid låga temperaturer. Så här fryser membranet vid låga temperaturer.

specialfunktioner

De olika typerna av cellmembran har speciella egenskaper i deras kvantitet och typ av proteiner och kolhydrater, såväl som i de olika befintliga lipiderna.

Dessa särdrag är förknippade med specifika cellulära funktioner.

Det finns inte bara konstitutiva skillnader mellan membranerna i eukaryotiska och prokaryota celler, och mellan organernas, men också mellan regioner av samma membran.

Cellmembranfunktion

översikt

Cellmembranet avgränsar cellen och låter det bibehålla ett stabilt tillstånd i cytosolen, som skiljer sig från den externa miljön. Genom den aktiva och passiva regleringen av passagen av ämnen (vatten, joner och metaboliter) genom sig, upprätthåller den elektrokemiska potentialen som är nödvändig för cellfunktion.

Det låter också cellen svara på signaler från den yttre miljön genom kemiska receptorer i membranet och ger förankringsställen för cytoskeletfilamenten..

När det gäller eukaryota celler deltar den också i upprättandet av interna fack och organeller med specifika metaboliska funktioner.

Funktion av proteiner i membranet  

Det finns olika membranproteiner med specifika funktioner, bland vilka vi kan nämna:

  • Enzymer som katalyserar (accelerera) kemiska reaktioner,
  • Membranreceptorer som deltar i igenkänningen och bindande till signalmolekyler (såsom hormoner),
  • Proteiner transporterar ämnen genom membranet (mot cytosolen och från detta till cellens yttre). De håller en elektrokemisk gradient tack vare jontransport.

Extern kolhydratskalfunktion

Kolhydrater eller glykolipider deltar i vidhäftning av celler till varandra och i processen för igenkänning och interaktion av cellmembranet med molekyler såsom antikroppar, hormoner och virus.

referenser

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E. A., White H. A. och Wiedemann, C.G. (2003). Cellbiologi, en kort kurs. Andra upplagan. Wiley-Liss s. 535.
  2. Engelman, D. (2005). Membran är mer mosaik än vätska. Nature 438 (7068), 578-580. doi: 10,1038 / nature04394
  3. Nicolson, G. L. (2014). Vätskemosaikmodellen för membranstruktur. Fortfarande relevant för att förstå strukturen, funktionen och dynamiken i biologiska membran efter mer än 40 år. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes, 1838 (6), 1451-1466. doi: 10,1016 / j.bbamem.2013.10.019
  4. Raven, J. (2002). Biology. Sjätte upplagan. MGH. s. 1239.
  5. Singer, S.J. och Nicolson, G.L. (1972). Vätskemosaikmodellen för cellmembranens struktur. Science, 175 (4023), 720-731. doi: 10.1126 / science.175.4023.720