Scopul unui membrana celulara este de a separa conținutul celulei de mediul extern. Deoarece viața a evoluat într-un mediu apos (aka apos), celulele există în și conțin apă. Și pentru că apa și grăsimea / uleiul nu se amestecă bine, membranele s-au dezvoltat pe această bază.
În acest post, analizăm exact ce este membrana celulară trilaminară, de ce se formează modelul trilaminar și ce face structura membranei celulare pentru celule.
Molecule hidrofobe / nepolare vs. Molecule hidrofile / polare
Moleculele mari formate aproape în întregime din atomi de carbon și hidrogen sunt numite molecule nepolare sau hidrofobe, care se tem de apă. Constând din grăsimi, uleiuri, ceruri și alte lipide, atunci când sunt introduse în apă, acestea tind să se adune împreună, formând picături uleioase.
Moleculele care conțin grupe chimice cu atomi de oxigen, azot și fosfor au multe sarcini pozitive și negative separate, ceea ce înseamnă că sunt polare. Fiind polari, se amestecă bine cu apa, care este, de asemenea, polară, și astfel sunt numiți hidrofili sau „iubitori de apă”.
Fosfolipide: un tip de moleculă amfifilică
Termenul amfifilic se referă la o moleculă care are atât proprietăți hidrofobe, cât și proprietăți hidrofile. Exemplul clasic al unei astfel de molecule este un fosfolipid. Coloana vertebrală a unui fosfolipid este glicerina, conținând trei atomi de carbon la care alte molecule pot fi conectate prin intermediul grupelor alcoolice (legătură esterică, în terminologia chimică).
Când un lanț de atomi de carbon și hidrogen, numit în principal acid gras, este conectat la una sau mai multe dintre cele trei poziții pe glicerol, molecula este numită gliceridă. Dacă există trei astfel de acizi grași, acesta este un triglicerid, care este extrem de hidrofob. Când există doi astfel de acizi grași, se numește digliceridă. Cu toate acestea, dacă a treia poziție este apoi conectată la un grup chimic cunoscut sub numele de fosfat, molecula se numește fosfolipid.
La rândul său, grupul fosfat al unui fosfolipid poate fi atașat la o altă unitate chimică, care poate fi foarte polară. Cunoscută sub numele de capul polar al moleculei, această entitate se amestecă bine cu apa, în timp ce coada moleculei, formată din doi acizi grași, este foarte hidrofobă. Din cauza diferitelor părți ale fosfolipidelor se formează structura membranei celulare.
Tipuri de fosfolipide
În timp ce toate fosfolipide constau dintr-o coadă hidrofobă, formată din acizi grași și un cap polar, acestea diferă în funcție de lungimile tipului a lanțurilor de acizi grași din coadă și a componentei entității polare atașate grupului fosfat din cap. Un exemplu de clasă de fosfolipide este fosfatidilcolinele, în care grupul chimic colină este entitatea polară atașată fosfatului.
Sinteza fosfolipidelor
Sinteza fosfolipidelor are loc în citoplasma celulelor de lângă o entitate membranară numită reticul endoplasmatic (în diviziunea vieții cunoscută sub numele de eucariote). Reticulul endoplasmatic este acoperit cu enzime care pun fosfolipidele laolaltă în interiorul veziculelor. Aceste vezicule mai târziu se desprind din reticulul endoplasmatic și se deplasează către membrana celulară, unde depun fosfolipidele și se formează structura membranei celulare.
Formarea membranei celulare trilaminare
Dacă există un număr mic de fosfolipide, cozile se adună cu cozile în exterior, formând o micelă, o sferă cu un exterior hidrofil în apă și un interior hidrofob. Cu toate acestea, dacă volumul fosfolipidelor crește, se formează membrane. Membrana celulară este cunoscută sub numele de membrană celulară trilaminară sau modelul trilaminar, deoarece constă a unui strat de cozi hidrofobe de fosfolipide intercalate între două straturi de capete hidrofile.
Adesea, totuși, se numește bistrat, deoarece este format din două seturi de fosfolipide. Deoarece fiecare fosfolipid este format dintr-o coadă hidrofobă și un cap hidrofil, pentru a scăpa din apele înconjurător, cozile multor fosfolipide se aliniază împreună și se confruntă cu cozile unui al doilea strat similar molecule. Astfel, un strat de capete hidrofilice devine exteriorul membranei celulare și un alt strat de capete hidrofilice devine interiorul membranei celulare.
Modelul trilaminar a descris aceeași formațiune, dar afirmă că grupurile capului „exterior” hidrofil sunt fiecare un strat, în timp ce grupurile interioare de coadă hidrofobe sunt un strat, rezultând cele trei distincte straturi.