Formålet med en celle membran er at adskille celleindholdet fra det eksterne miljø. Fordi livet udviklede sig i et vandigt (aka vandigt) miljø, findes celler i og indeholder vand. Og fordi vand og fedt / olie ikke blandes godt, har der udviklet sig membraner på dette grundlag.
I dette indlæg går vi over nøjagtigt, hvad den trilaminære cellemembran er, hvorfor den trilaminære model er dannet, og hvad cellemembranstrukturen gør for celler.
Hydrofobe / ikke-polære molekyler vs. Hydrofile / polære molekyler
Store molekyler, der næsten udelukkende består af carbon- og hydrogenatomer, kaldes ikke-polære eller hydrofobe, "vandfrygtige" molekyler. Bestående af fedtstoffer, olier, voks og andre lipider, når de placeres i vand, har de en tendens til at samles sammen og danne olieagtige dråber.
Molekyler indeholdende kemiske grupper med ilt-, nitrogen- og fosforatomer har mange positive og negative ladninger adskilt, hvilket vil sige at de er polære. Da de er polære, blandes de godt med vand, hvilket også er polært, og derfor kaldes de hydrofile eller "vandelskende."
Fosfolipider: En type amfifilt molekyle
Udtrykket amfifil henviser til et molekyle, der har både hydrofobe og hydrofile egenskaber. Det klassiske eksempel på et sådant molekyle er et phospholipid. Rygraden i et phospholipid er glycerol, der indeholder tre carbonatomer, som andre molekyler kan forbindes til ved hjælp af alkoholgrupper (esterbinding, i kemisk terminologi).
Når en kæde af for det meste kulstof- og hydrogenatomer kaldet en fedtsyre er forbundet til en eller flere af de tre positioner på glycerol, kaldes molekylet et glycerid. Hvis der er tre sådanne fedtsyrer, er det et triglycerid, som er ekstremt hydrofobt. Når der er to sådanne fedtsyrer, kaldes det et diglycerid. Men hvis den tredje position derefter er forbundet til en kemisk gruppe kendt som et phosphat, kaldes molekylet et phospholipid.
Fosfatgruppen i et phospholipid kan igen være knyttet til en anden kemisk enhed, som kan være meget polær. Kendt som det polære hoved af molekylet, blandes denne enhed godt med vand, mens molekylens hale, der er lavet af to fedtsyrer, er meget hydrofob. Det er på grund af de forskellige dele af phospholipider, at cellemembranstrukturen dannes.
Typer af fosfolipider
Mens alt fosfolipider består af en hydrofob hale, lavet af fedtsyrer og et polært hoved, de adskiller sig afhængigt af længden af typen af fedtsyrekæder i halen og komponenten af den polære enhed bundet til phosphatgruppen i hoved. Et eksempel på en klasse af phospholipider er phosphatidylcholiner, hvor den kemiske gruppe cholin er den polære enhed, der er bundet til phosphatet.
Syntese af phospholipider
Syntese af phospholipider finder sted i cellernes cytoplasma ved siden af en membranenhed kaldet endoplasmatisk retikulum (i livsdelingen kendt som eukaryoter). Det endoplasmatiske retikulum er dækket af enzymer, der sætter phospholipiderne sammen i vesiklerne. Disse vesikler bryder senere ud af det endoplasmatiske retikulum og bevæger sig til cellemembranen, hvor de afsætter phospholipiderne, og cellemembranstrukturen dannes.
Dannelse af det trilaminære cellemembran
Hvis der er et lille antal fosfolipider, samles haler med haler udenfor og danner en micelle, en kugle med en hydrofil yderside i vand og et hyrdofobt indre. Hvis volumenet af phospholipider stiger, dannes der imidlertid membraner. Cellemembranen er kendt som en trilaminær cellemembran eller den trilaminære model, fordi den består af et lag af hydrofobe haler af phospholipider klemt mellem to lag af hydrofile hoveder.
Ofte kaldes det imidlertid et dobbeltlag, fordi det er lavet af to sæt phospholipider. Fordi hvert phospholipid består af en hyrdofob hale og et hydrofilt hoved for at flygte fra det vandige Envrionment, haler af mange phospolipider linje op sammen og vender mod halerne på et andet lag af lignende molekyler. Således bliver et lag af hyrofilliske hoveder ydersiden af cellemembranen, og et andet lag af hydrofile hoveder bliver indersiden af cellemembranen.
Den trilaminære model beskrev den samme formation, men siger, at de "udvendige" hydrofile hovedgrupper er hver et lag, mens de indvendige hydrofobe halegrupper er et lag, hvilket resulterer i de tre forskellige lag.