Trilaminar struktur av cellemembranen

Formålet med en cellemembran er å skille celleinnholdet fra det ytre miljøet. Fordi livet utviklet seg i et vandig (aka vannet) miljø, finnes celler i og inneholder vann. Og fordi vann og fett / olje ikke blandes godt, har det utviklet seg membraner på dette grunnlaget.

I dette innlegget går vi over nøyaktig hva trilaminar cellemembran er, hvorfor trilaminarmodell er dannet, og hva cellemembranstrukturen gjør for celler.

Store molekyler som nesten utelukkende består av karbon- og hydrogenatomer kalles ikke-polare, eller hydrofobe, "vannfryktige" molekyler. Bestående av fett, oljer, voks og andre lipider, når de plasseres i vann, har de en tendens til å samles sammen og danne oljete dråper.

Molekyler som inneholder kjemiske grupper med oksygen, nitrogen og fosforatomer har mange positive og negative ladninger atskilt, det vil si at de er polare. Siden de er polare, blander de seg godt med vann, som også er polært, og dermed kalles de hydrofile, eller "vannelskende."

Uttrykket amfifil refererer til et molekyl som har både hydrofobe og hydrofile egenskaper. Det klassiske eksemplet på et slikt molekyl er en fosfolipid. Ryggraden i et fosfolipid er glyserol, som inneholder tre karbonatomer som andre molekyler kan kobles til ved hjelp av alkoholgrupper (esterbinding, i kjemisk terminologi).

Når en kjede med hovedsakelig karbon- og hydrogenatomer kalt en fettsyre er koblet til en eller flere av de tre posisjonene på glyserol, kalles molekylet et glyserid. Hvis det er tre slike fettsyrer, er det et triglyserid som er ekstremt hydrofobt. Når det er to slike fettsyrer, kalles det et diglyserid. Imidlertid, hvis den tredje posisjonen da er koblet til en kjemisk gruppe kjent som et fosfat, kalles molekylet et fosfolipid.

Fosfatgruppen til et fosfolipid kan i sin tur festes til en annen kjemisk enhet, som kan være svært polær. Kjent som det polære hodet til molekylet, blandes denne enheten godt med vann, mens halen av molekylet, laget av to fettsyrer, er veldig hydrofob. Det er på grunn av de forskjellige delene av fosfolipider som cellemembranstrukturen dannes.

Mens alle fosfolipider består av en hydrofob hale, laget av fettsyrer og et polært hode, de skiller seg ut fra lengden på typen av fettsyrekjeder i halen og komponenten av den polare enheten knyttet til fosfatgruppen i hode. Et eksempel på en klasse fosfolipider er fosfatidylkoliner, der den kjemiske gruppen kolin er den polare enheten knyttet til fosfatet.

Syntese av fosfolipider finner sted i cytoplasmaet til celler ved siden av en membranenhet som kalles endoplasmatisk retikulum (i livsdelingen kjent som eukaryoter). Det endoplasmatiske retikulumet er dekket av enzymer som setter fosfolipidene sammen i vesiklene. Disse vesiklene bryter senere av fra det endoplasmatiske retikulumet og beveger seg til cellemembranen, hvor de deponerer fosfolipidene og cellemembranstrukturen dannes.

Hvis det er et lite antall fosfolipider, samler haler seg med haler utenfor, og danner en micelle, en kule med en hydrofill utside i vann og et hyrdofobt indre. Hvis volumet av fosfolipider øker, dannes imidlertid membraner. Cellemembranen er kjent som en trilaminar cellemembran eller den trilaminare modellen fordi den består av et lag med hydrofobe haler av fosfolipider klemt mellom to lag med hydrofile hoder.

Ofte kalles det imidlertid et dobbeltlag, fordi det er laget av to sett med fosfolipider. Fordi hvert fosfolipid består av en hyrdofob hale og et hydrofilt hode for å unnslippe fra det vanne miljø, haler av mange fospolipider stiller seg sammen og vender mot halene til et andre lag av lignende molekyler. Dermed blir ett lag av hyrofilliske hoder utsiden av cellemembranen og et annet lag av hydrofile hoder blir innsiden av cellemembranen.

Den trilaminære modellen beskrev den samme formasjonen, men sier at de "utenfor" hydrofile hodegruppene er hver et lag mens de innvendige hydrofobe halegruppene er et lag, noe som resulterer i de tre forskjellige lag.