Šūnu membrānas trīslīmeņu struktūra

Mērķis šūnu membrānu ir atdalīt šūnas saturu no ārējās vides. Tā kā dzīve attīstījās ūdens (jeb ūdeņainā) vidē, šūnas pastāv un satur ūdeni. Tā kā ūdens un tauki / eļļa labi nesajaucas, uz šī pamata ir izveidojušās membrānas.

Šajā ziņojumā mēs pārdomājam, kas tieši ir trilamināro šūnu membrāna, kāpēc tiek veidots trilamināru modelis un ko šūnu membrānas struktūra dara šūnu labā.

Lielas molekulas, kas gandrīz pilnībā sastāv no oglekļa un ūdeņraža atomiem, sauc par nepolārām vai hidrofobiskām, "ūdens biedējošām" molekulām. Sastāv no taukiem, eļļām, vaskiem un citiem lipīdiem, tos ievietojot ūdenī, tie mēdz sapulcēties, veidojot taukainas pilītes.

Molekulās, kas satur ķīmiskās grupas ar skābekļa, slāpekļa un fosfora atomiem, ir atdalīti daudzi pozitīvi un negatīvi lādiņi, tas ir, tie ir polāri. Būdami polāri, tie labi sajaucas ar ūdeni, kas arī ir polārs, un tādējādi tos sauc par hidrofiliem jeb "ūdeni mīlošiem".

Termins amfifils attiecas uz molekulu, kurai piemīt gan hidrofobiskas, gan hidrofilas īpašības. Klasisks šādas molekulas piemērs ir fosfolipīds. Fosfolipīda mugurkauls ir glicerīns, kas satur trīs oglekļa atomus, ar kuriem citas molekulas var savienot ar spirta grupām (esteru saite ķīmiskā terminoloģijā).

Kad pārsvarā oglekļa un ūdeņraža atomu ķēde, ko sauc par taukskābi, ir savienota ar vienu vai vairākām no trim glicerīna pozīcijām, molekulu sauc par glicerīdu. Ja ir trīs šādas taukskābes, tas ir triglicerīds, kas ir ārkārtīgi hidrofobs. Kad ir divas šādas taukskābes, to sauc par diglicerīdu. Tomēr, ja trešā pozīcija ir savienota ar ķīmisko grupu, kas pazīstama kā fosfāts, molekulu sauc par fosfolipīdu.

Savukārt fosfolipīda fosfātu grupu var piesaistīt citai ķīmiskai vienībai, kas var būt ļoti polāra. Pazīstams kā molekulas polārā galva, šī vienība labi sajaucas ar ūdeni, savukārt molekulas aste, kas sastāv no divām taukskābēm, ir ļoti hidrofobiska. Šūnu membrānas struktūra veidojas dažādu fosfolipīdu daļu dēļ.

Kamēr visi fosfolipīdi sastāv no hidrofobas astes, kas izgatavota no taukskābēm, un polārās galvas, tās atšķiras atkarībā no tipa garuma taukskābju ķēdes astē un polārā elementa sastāvdaļa, kas piesaistīta fosfātu grupai galva. Viens fosfolipīdu klases piemērs ir fosfatidilholīni, kuros ķīmiskā grupa holīns ir polārā vienība, kas pievienota fosfātam.

Fosfolipīdu sintēze notiek šūnu citoplazmā blakus membrānas vienībai, ko sauc par endoplazmas retikulumu (dzīves sadalījumā, kas pazīstams kā eikarioti). Endoplazmatiskais tīklojums ir pārklāts ar fermentiem, kas fosfolipīdus saliek vezikulu iekšpusē. Šie pūslīši vēlāk atdalās no endoplazmas retikuluma un pārvietojas uz šūnu membrānu, kur nogulsnē fosfolipīdus un veidojas šūnu membrānas struktūra.

Ja fosfolipīdu ir maz, astes saplūst ar astēm ārpusē, veidojot micellu, sfēru ar hidrofilu ārpusi ūdenī un hidrofobisku interjeru. Ja fosfolipīdu daudzums palielinās, tomēr veidojas membrānas. Šūnu membrāna ir pazīstama kā trilaminārā šūnu membrāna vai trilaminārā modele, jo tā sastāv no hidrofobu fosfolipīdu astes slāņa, kas iestiprināts starp diviem hidrofilu galvu slāņiem.

Tomēr bieži to sauc par divslāni, jo tas ir izgatavots no diviem fosfolipīdu komplektiem. Tā kā katrs fosfolipīds sastāv no hidrofobas astes un hidrofilas galvas, lai izkļūtu no ūdeņainā daudzu fosfolipīdu astes sastājas vienā rindā un saskaras ar otrā līdzīga slāņa astēm. molekulas. Tādējādi viens hirofilu galvu slānis kļūst par šūnas membrānas ārpusi, bet vēl viens hidrofilu galvu slānis - par šūnas membrānas iekšpusi.

Trilaminārajā modelī tika aprakstīts tas pats veidojums, taču norādīts, ka "ārējās" hidrofilās galvas grupas katrs ir slānis, bet iekšējās hidrofobās astes grupas ir slānis, kā rezultātā trīs atšķiras slāņi.