Ο σκοπός του α κυτταρική μεμβράνη είναι ο διαχωρισμός των περιεχομένων του κελιού από το εξωτερικό περιβάλλον. Επειδή η ζωή εξελίχθηκε σε ένα υδατικό (γνωστό και ως υδατώδες) περιβάλλον, τα κύτταρα υπάρχουν και περιέχουν νερό. Και επειδή το νερό και το λίπος / το λάδι δεν αναμιγνύονται καλά, οι μεμβράνες έχουν αναπτυχθεί σε αυτή τη βάση.
Σε αυτήν την ανάρτηση, εξετάζουμε ακριβώς τι είναι η τριμερή κυτταρική μεμβράνη, γιατί σχηματίζεται το τριμερές μοντέλο και τι κάνει η κυτταρική μεμβράνη για τα κύτταρα.
Υδρόφοβα / Μη πολικά μόρια εναντίον Υδρόφιλα / Πολικά μόρια
Μεγάλα μόρια που αποτελούνται σχεδόν εξ ολοκλήρου από άτομα άνθρακα και υδρογόνου ονομάζονται μη πολικά ή υδρόφοβα, «φοβισμένα στο νερό» μόρια. Αποτελούμενο από λίπη, έλαια, κεριά και άλλα λιπίδια, όταν τοποθετούνται σε νερό, τείνουν να συγκεντρώνονται μαζί, σχηματίζοντας λιπαρά σταγονίδια.
Μόρια που περιέχουν χημικές ομάδες με άτομα οξυγόνου, αζώτου και φωσφόρου έχουν πολλά διαχωρισμένα θετικά και αρνητικά φορτία, δηλαδή ότι είναι πολικά. Όντας πολικοί, αναμιγνύονται καλά με το νερό, το οποίο είναι επίσης πολικό, και έτσι ονομάζονται υδρόφιλα ή «αγαπούν το νερό».
Φωσφολιπίδια: Ένας τύπος αμφιφιλικού μορίου
Ο όρος αμφίφιλος αναφέρεται σε ένα μόριο που έχει τόσο υδρόφοβες όσο και υδρόφιλες ιδιότητες. Το κλασικό παράδειγμα ενός τέτοιου μορίου είναι ένα φωσφολιπίδιο. Η ραχοκοκαλιά ενός φωσφολιπιδίου είναι η γλυκερόλη, που περιέχει τρία άτομα άνθρακα με τα οποία μπορούν να συνδεθούν άλλα μόρια μέσω ομάδων αλκοόλης (εστερική σύνδεση, σε χημική ορολογία).
Όταν μια αλυσίδα με περισσότερα άτομα άνθρακα και υδρογόνου που ονομάζεται λιπαρό οξύ συνδέεται με μία ή περισσότερες από τις τρεις θέσεις στη γλυκερόλη, το μόριο ονομάζεται γλυκερίδιο. Εάν υπάρχουν τρία τέτοια λιπαρά οξέα, είναι ένα τριγλυκερίδιο, το οποίο είναι εξαιρετικά υδρόφοβο. Όταν υπάρχουν δύο τέτοια λιπαρά οξέα, ονομάζεται διγλυκερίδιο. Ωστόσο, εάν η τρίτη θέση συνδέεται τότε με μια χημική ομάδα γνωστή ως φωσφορικό, το μόριο ονομάζεται φωσφολιπίδιο.
Η φωσφορική ομάδα ενός φωσφολιπιδίου, με τη σειρά της, μπορεί να συνδεθεί με μια άλλη χημική μονάδα, η οποία μπορεί να είναι πολύ πολική. Γνωστή ως η πολική κεφαλή του μορίου, αυτή η οντότητα αναμιγνύεται καλά με νερό, ενώ η ουρά του μορίου, φτιαγμένη από δύο λιπαρά οξέα, είναι πολύ υδρόφοβη. Λόγω των διαφορετικών μερών των φωσφολιπιδίων σχηματίζεται η δομή της κυτταρικής μεμβράνης.
Τύποι φωσφολιπιδίων
Ενώ όλα φωσφολιπίδια αποτελούνται από μια υδρόφοβη ουρά, φτιαγμένη από λιπαρά οξέα, και μια πολική κεφαλή, διαφέρουν ανάλογα με τα μήκη του τύπου αλυσίδων λιπαρών οξέων στην ουρά και το συστατικό της πολικής οντότητας που συνδέεται με την ομάδα φωσφορικών στο κεφάλι. Ένα παράδειγμα κατηγορίας φωσφολιπιδίων είναι οι φωσφατιδυλοχολίνες, στις οποίες η χημική ομάδα χολίνη είναι η πολική οντότητα που συνδέεται με το φωσφορικό.
Σύνθεση των φωσφολιπιδίων
Η σύνθεση των φωσφολιπιδίων λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων δίπλα σε μια μεμβρανική οντότητα που ονομάζεται ενδοπλασματικό δίκτυο (στην κατανομή της ζωής γνωστή ως ευκαρυωτικά). Το ενδοπλασματικό δίκτυο καλύπτεται με ένζυμα που ενώνουν τα φωσφολιπίδια μέσα στα κυστίδια. Αυτά τα κυστίδια αργότερα απομακρύνονται από το ενδοπλασματικό δίκτυο και μετακινούνται στην κυτταρική μεμβράνη, όπου εναποθέτουν τα φωσφολιπίδια και τις μορφές δομής της κυτταρικής μεμβράνης.
Σχηματισμός της τριμερούς κυτταρικής μεμβράνης
Εάν υπάρχει ένας μικρός αριθμός φωσφολιπιδίων, οι ουρές συγκεντρώνονται με ουρές έξω, σχηματίζοντας ένα μικρόκυκλο, μια σφαίρα με υδρόφιλη εξωτερική στο νερό και ένα υδρόφοβο εσωτερικό. Εάν ο όγκος των φωσφολιπιδίων αυξηθεί, ωστόσο, σχηματίζονται μεμβράνες. Η κυτταρική μεμβράνη είναι γνωστή ως τριμερή κυτταρική μεμβράνη ή τριμερές μοντέλο επειδή αποτελείται από ένα στρώμα υδρόφοβων ουρών φωσφολιπιδίων που περικλείεται ανάμεσα σε δύο στρώσεις υδρόφιλων κεφαλών.
Συχνά, ωστόσο, ονομάζεται διπλής στιβάδας, επειδή αποτελείται από δύο ομάδες φωσφολιπιδίων. Επειδή κάθε φωσφολιπίδιο αποτελείται από μια υδροφοβική ουρά και υδρόφιλη κεφαλή, για να ξεφύγει από το υδατώδες περιβάλλον, ουρές πολλών φωσφολιπιδίων ευθυγραμμίζονται μεταξύ τους και αντιμετωπίζουν τις ουρές ενός δεύτερου στρώματος παρόμοιων μόρια. Έτσι, ένα στρώμα υδρόφιλων κεφαλών γίνεται το εξωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης και ένα άλλο στρώμα υδρόφιλων κεφαλών γίνεται το εσωτερικό της κυτταρικής μεμβράνης.
Το τριμερές μοντέλο περιέγραψε τον ίδιο σχηματισμό, αλλά δηλώνει ότι οι "εξωτερικές" υδρόφιλες ομάδες κεφαλής είναι το καθένα ένα στρώμα ενώ οι εσωτερικές υδρόφοβες ουρές είναι ένα στρώμα, με αποτέλεσμα τα τρία διαφορετικά στρώματα.
