Der Zweck von a Zellmembran besteht darin, den Inhalt der Zelle von der externen Umgebung zu trennen. Da sich das Leben in einer wässrigen (auch wässrigen) Umgebung entwickelt hat, existieren Zellen in und enthalten Wasser. Und weil sich Wasser und Fett/Öl nicht gut mischen, haben sich auf dieser Basis Membranen entwickelt.
In diesem Beitrag gehen wir genau durch, was die trilaminare Zellmembran ist, warum das trilaminare Modell gebildet wird und was die Zellmembranstruktur für Zellen tut.
Hydrophobe/unpolare Moleküle vs. Hydrophile/polare Moleküle
Große Moleküle, die fast ausschließlich aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen, werden als unpolare oder hydrophobe, "wasserfürchtige" Moleküle bezeichnet. Bestehend aus Fetten, Ölen, Wachsen und anderen Lipiden, neigen sie dazu, sich in Wasser zu versammeln und ölige Tröpfchen zu bilden.
Moleküle, die chemische Gruppen mit Sauerstoff-, Stickstoff- und Phosphoratomen enthalten, haben viele positive und negative Ladungen getrennt, dh sie sind polar. Da sie polar sind, mischen sie sich gut mit Wasser, das ebenfalls polar ist, und werden daher als hydrophil oder "wasserliebend" bezeichnet.
Phospholipide: Eine Art amphiphiler Moleküle
Der Begriff amphiphil bezieht sich auf ein Molekül, das sowohl hydrophobe als auch hydrophile Eigenschaften besitzt. Das klassische Beispiel für ein solches Molekül ist ein Phospholipid. Das Rückgrat eines Phospholipids ist Glycerin, das drei Kohlenstoffatome enthält, an die andere Moleküle über Alkoholgruppen (Esterbindung, in der chemischen Terminologie) gebunden werden können.
Wenn eine Kette von hauptsächlich Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen, die als Fettsäure bezeichnet wird, an eine oder mehrere der drei Positionen des Glycerins gebunden ist, wird das Molekül als Glycerid bezeichnet. Wenn es drei solcher Fettsäuren gibt, handelt es sich um ein Triglycerid, das extrem hydrophob ist. Wenn es zwei solcher Fettsäuren gibt, wird es als Diglycerid bezeichnet. Wird die dritte Position jedoch mit einer chemischen Gruppe verbunden, die als Phosphat bekannt ist, wird das Molekül als Phospholipid bezeichnet.
Die Phosphatgruppe eines Phospholipids wiederum kann an eine andere chemische Einheit gebunden sein, die stark polar sein kann. Diese als polarer Kopf des Moleküls bekannte Einheit vermischt sich gut mit Wasser, während der Schwanz des Moleküls, der aus zwei Fettsäuren besteht, sehr hydrophob ist. Es liegt an den verschiedenen Teilen von Phospholipiden, die die Zellmembranstruktur bildet.
Arten von Phospholipiden
Während alle Phospholipide bestehen aus einem hydrophoben Schwanz aus Fettsäuren und einem polaren Kopf, sie unterscheiden sich je nach Typlänge based der Fettsäureketten im Schwanz und die Komponente der polaren Einheit, die an die Phosphatgruppe im Kopf. Ein Beispiel für eine Klasse von Phospholipiden sind die Phosphatidylcholine, bei denen die chemische Gruppe Cholin die polare Einheit ist, die an das Phosphat gebunden ist.
Synthese von Phospholipiden
Die Synthese von Phospholipiden findet im Zytoplasma von Zellen neben einer Membraneinheit statt, die als endoplasmatisches Retikulum bezeichnet wird (in der Lebensteilung, die als Eukaryoten bekannt ist). Das endoplasmatische Retikulum ist mit Enzymen bedeckt, die die Phospholipide in Vesikel zusammenfügen. Diese Vesikel knospen später vom endoplasmatischen Retikulum ab und wandern zur Zellmembran, wo sie die Phospholipide ablagern und sich die Zellmembranstruktur ausbildet.
Bildung der trilaminaren Zellmembran
Wenn es eine kleine Anzahl von Phospholipiden gibt, versammeln sich Schwänze mit Schwänzen außen und bilden eine Mizelle, eine Kugel mit einer hydrophilen Außenseite im Wasser und einem hydrophoben Inneren. Wenn das Volumen der Phospholipide jedoch zunimmt, bilden sich Membranen. Die Zellmembran wird als trilaminare Zellmembran oder als trilaminares Modell bezeichnet, da sie aus einer Schicht aus hydrophoben Schwänzen von Phospholipiden, die zwischen zwei Schichten hydrophiler Köpfe eingeschlossen sind.
Oft wird es jedoch als Doppelschicht bezeichnet, da es aus zwei Sätzen von Phospholipiden besteht. Da jedes Phospholipid aus einem hydrophoben Schwanz und einem hydrophilen Kopf besteht, um dem wässrigen zu entkommen Umgebung, die Schwänze vieler Phospolipide reihen sich aneinander und stehen den Schwänzen einer zweiten Schicht ähnlicher Moleküle. Somit wird eine Schicht hydrophiler Köpfe zur Außenseite der Zellmembran und eine andere Schicht hydrophiler Köpfe wird zur Innenseite der Zellmembran.
Das trilaminare Modell beschrieb die gleiche Bildung, besagt aber, dass die "äußeren" hydrophilen sind jeweils eine Schicht, während die inneren hydrophoben Schwanzgruppen eine Schicht sind, was zu den drei unterschiedlichen Schichten.