هيكل ثلاثي الطبقات لغشاء الخلية

الغرض من أ غشاء الخلية هو فصل محتويات الخلية عن البيئة الخارجية. نظرًا لأن الحياة تطورت في بيئة مائية (مائيّة) ، تتواجد الخلايا في الماء وتحتوي على الماء. ولأن الماء والدهون / الزيت لا يختلطان جيدًا ، فقد تطورت الأغشية على هذا الأساس.

في هذا المنشور ، ننتقل إلى ماهية غشاء الخلية ثلاثي الطبقات بالضبط ، ولماذا يتكون نموذج ثلاثي الطبقات ، وما يفعله هيكل غشاء الخلية للخلايا.

تسمى الجزيئات الكبيرة التي تتكون بالكامل تقريبًا من ذرات الكربون والهيدروجين بالجزيئات غير القطبية أو الكارهة للماء "التي تخشى الماء". تتكون من الدهون والزيوت والشموع والدهون الأخرى ، عند وضعها في الماء ، فإنها تميل إلى التجمع معًا لتشكيل قطرات زيتية.

تحتوي الجزيئات التي تحتوي على مجموعات كيميائية مع ذرات الأكسجين والنيتروجين والفوسفور على العديد من الشحنات الموجبة والسالبة منفصلة ، أي أنها قطبية. كونها قطبية ، فإنها تمتزج جيدًا مع الماء ، وهو أيضًا قطبي ، وبالتالي يطلق عليها اسم "محبة للماء".

يشير مصطلح البرمائيات إلى جزيء له خصائص كارهة للماء ومحبة للماء. المثال الكلاسيكي لمثل هذا الجزيء هو فوسفوليبيد. العمود الفقري للفوسفوليبيد هو الجلسرين ، الذي يحتوي على ثلاث ذرات كربون يمكن ربط الجزيئات الأخرى بها عن طريق مجموعات الكحول (ارتباط استر ، في المصطلحات الكيميائية).

عندما ترتبط سلسلة من ذرات الكربون والهيدروجين في الغالب تسمى الأحماض الدهنية بواحد أو أكثر من المواضع الثلاثة على الجلسرين ، فإن الجزيء يسمى الجلسريد. إذا كان هناك ثلاثة من هذه الأحماض الدهنية ، فهو ثلاثي الجليسريد ، وهو مسعور للغاية. عندما يكون هناك نوعان من الأحماض الدهنية ، يطلق عليهما ثنائي الجليسريد. ومع ذلك ، إذا تم توصيل الموضع الثالث بعد ذلك بمجموعة كيميائية تعرف باسم الفوسفات ، فإن الجزيء يسمى فوسفوليبيد.

يمكن ربط مجموعة الفوسفات في مادة الفوسفوليبيد ، بدورها ، بوحدة كيميائية أخرى ، والتي يمكن أن تكون شديدة القطبية. يُعرف هذا الكيان بالرأس القطبي للجزيء ، ويمتزج جيدًا بالماء ، في حين أن ذيل الجزيء ، المكون من اثنين من الأحماض الدهنية ، كاره للماء للغاية. يتشكل هيكل غشاء الخلية بسبب الأجزاء المختلفة من الفسفوليبيد.

بينما كل شيء الفسفوليبيد يتكون من ذيل كاره للماء ، مصنوع من الأحماض الدهنية ، ورأس قطبي ، يختلفان بناءً على أطوال النوع سلاسل الأحماض الدهنية في الذيل ومكون الكيان القطبي المرتبط بمجموعة الفوسفات في رأس. أحد الأمثلة على فئة من الفوسفوليبيد هو فوسفاتيديل كولين ، حيث تكون المجموعة الكيميائية الكولين هي الكيان القطبي المرتبط بالفوسفات.

يحدث تخليق الدهون الفسفورية في سيتوبلازم الخلايا بجوار كيان غشائي يسمى الشبكة الإندوبلازمية (في تقسيم الحياة المعروف باسم حقيقيات النوى). الشبكة الإندوبلازمية مغطاة بالإنزيمات التي تضع الفوسفوليبيدات معًا داخل الحويصلات. تتبرعم هذه الحويصلات لاحقًا من الشبكة الإندوبلازمية وتنتقل إلى غشاء الخلية ، حيث تودع الدهون الفوسفورية وتشكل بنية غشاء الخلية.

إذا كان هناك عدد قليل من الفوسفوليبيد ، فإن ذيول تتجمع مع ذيول في الخارج ، وتشكل مذيلة ، وكرة ذات ماء خارجي في الماء وداخل مسبب للرهاب. ومع ذلك ، إذا زاد حجم الفسفوليبيد ، تتشكل الأغشية. يُعرف غشاء الخلية بغشاء الخلية ثلاثي الطبقات أو النموذج ثلاثي الصفائح لأنه يتكون طبقة من ذيول كارهة للماء من الفسفوليبيد محصورة بين طبقتين من الرؤوس المحبة للماء.

ومع ذلك ، في كثير من الأحيان يطلق عليه اسم ثنائي الطبقة ، لأنه يتكون من مجموعتين من الفوسفوليبيدات. لأن كل فوسفوليبيد يتكون من ذيل رهاب ورأس ماء ، للهروب من الماء البيئة ، ذيول العديد من الفوسبوليبيدات تصطف معًا وتواجه ذيول طبقة ثانية من نفس الجزيئات. وهكذا ، تصبح طبقة واحدة من الرؤوس المرطبة هي الجزء الخارجي من غشاء الخلية وتصبح طبقة أخرى من الرؤوس المائية داخل غشاء الخلية.

وصف نموذج ثلاثي الصفائح نفس التكوين ، لكنه ينص على أن مجموعات الرأس المحبة للماء "الخارجية" هي كل طبقة بينما مجموعات الذيل الكارهة للماء عبارة عن طبقة ، مما ينتج عنه الثلاثة متميزة طبقات.