Целта на a клетъчната мембрана е да се отдели съдържанието на клетката от външната среда. Тъй като животът се е развил във водна (известна още като водна) среда, клетките съществуват и съдържат вода. И тъй като водата и мазнините / маслото не се смесват добре, на тази основа са се развили мембрани.
В този пост ще разгледаме какво точно представлява триламинарната клетъчна мембрана, защо се формира триламинният модел и какво прави структурата на клетъчната мембрана за клетките.
Хидрофобни / неполярни молекули vs. Хидрофилни / полярни молекули
Големите молекули, състоящи се почти изцяло от въглеродни и водородни атоми, се наричат неполярни или хидрофобни, „страхуващи се от вода“ молекули. Съставени от мазнини, масла, восъци и други липиди, когато се поставят във вода, те са склонни да се събират заедно, образувайки мазни капчици.
Молекулите, съдържащи химични групи с кислород, азот и фосфорни атоми, имат много положителни и отрицателни заряди, разделени, което означава, че те са полярни. Тъй като са полярни, те се смесват добре с вода, която също е полярна и по този начин те се наричат хидрофилни или „водолюбиви“.
Фосфолипиди: Тип амфифилна молекула
Терминът амфифилен се отнася до молекула, която има както хидрофобни, така и хидрофилни свойства. Класическият пример за такава молекула е фосфолипидът. Гръбнакът на фосфолипида е глицеролът, съдържащ три въглеродни атома, към които други молекули могат да бъдат свързани чрез алкохолни групи (естерна връзка, по химична терминология).
Когато верига от предимно въглеродни и водородни атоми, наречена мастна киселина, е свързана с една или повече от трите позиции на глицерола, молекулата се нарича глицерид. Ако има три такива мастни киселини, това е триглицерид, който е изключително хидрофобен. Когато има две такива мастни киселини, това се нарича диглицерид. Ако обаче третата позиция е свързана с химическа група, известна като фосфат, молекулата се нарича фосфолипид.
Фосфатната група на фосфолипида от своя страна може да бъде прикрепена към друга химическа единица, която може да бъде силно полярна. Известен като полярната глава на молекулата, този обект се смесва добре с вода, докато опашката на молекулата, направена от две мастни киселини, е много хидрофобна. Това се дължи на различните части на фосфолипидите, които образуват структурата на клетъчната мембрана.
Видове фосфолипиди
Докато всички фосфолипиди се състоят от хидрофобна опашка, направена от мастни киселини, и полярна глава, те се различават в зависимост от дължината на типа на веригите на мастните киселини в опашката и компонента на полярната единица, прикрепен към фосфатната група в глава. Един пример за клас фосфолипиди е фосфатидилхолините, в които химичната група холин е полярната единица, прикрепена към фосфата.
Синтез на фосфолипиди
Синтезът на фосфолипиди се осъществява в цитоплазмата на клетките до мембранно образувание, наречено ендоплазмен ретикулум (в разделението на живота, известно като еукариоти). Ендоплазменият ретикулум е покрит с ензими, които поставят фосфолипидите заедно във везикулите. По-късно тези везикули излизат от ендоплазмения ретикулум и се придвижват до клетъчната мембрана, където отлагат фосфолипидите и се образува структурата на клетъчната мембрана.
Образуване на триламинарна клетъчна мембрана
Ако има малък брой фосфолипиди, опашките се събират с опашки отвън, образувайки мицела, сфера с хидрофилен отвън във вода и хирдофобна вътрешност. Ако обемът на фосфолипидите се увеличи обаче се образуват мембрани. Клетъчната мембрана е известна като триламинарна клетъчна мембрана или триламинарен модел, тъй като се състои на слой от хидрофобни опашки от фосфолипиди, поставени между два слоя хидрофилни глави.
Често обаче се нарича двуслой, тъй като е направен от два комплекта фосфолипиди. Тъй като всеки фосфолипид се състои от хирдофобна опашка и хидрофилна глава, за да избяга от воднистата околната среда, опашките на много фосполипиди се нареждат заедно и се изправят срещу опашките на втори слой от подобни молекули. По този начин един слой хирофилни глави става външната страна на клетъчната мембрана, а друг слой хидрофилни глави става вътрешността на клетъчната мембрана.
Триламинарният модел описва същата формация, но посочва, че "външните" хидрофилни главни групи са всеки слой, докато вътрешните хидрофобни опашни групи са слой, в резултат на което се различават трите слоеве.