Trilaminárna štruktúra bunkovej membrány

Účelom a bunková membrána je oddeliť obsah bunky od vonkajšieho prostredia. Pretože sa život vyvíjal vo vodnom (alias vodnatom) prostredí, bunky existujú a obsahujú vodu. A pretože voda a tuk / olej sa nemiešajú dobre, na tomto základe sa vyvinuli membrány.

V tomto príspevku sa budeme podrobne zaoberať tým, čo je trilaminárna bunková membrána, prečo sa formuje trilaminárny model a čo štruktúra bunkovej membrány robí pre bunky.

Veľké molekuly pozostávajúce takmer výlučne z atómov uhlíka a vodíka sa nazývajú nepolárne alebo hydrofóbne molekuly, ktoré sa „boja“ vody. Skladajú sa z tukov, olejov, voskov a iných lipidov, ak sú umiestnené vo vode, majú tendenciu sa hromadiť a vytvárať mastné kvapôčky.

Molekuly obsahujúce chemické skupiny s atómami kyslíka, dusíka a fosforu majú veľa pozitívnych a negatívnych nábojov oddelených, to znamená, že sú polárne. Keďže sú polárne, dobre sa miešajú s vodou, ktorá je tiež polárna, a preto sa im hovorí hydrofilné alebo „milujúce vodu“.

Termín amfifilný sa týka molekuly, ktorá má hydrofóbne aj hydrofilné vlastnosti. Klasickým príkladom takejto molekuly je fosfolipid. Kostrou fosfolipidu je glycerol obsahujúci tri atómy uhlíka, ku ktorým je možné pripojiť ďalšie molekuly prostredníctvom alkoholových skupín (chemickou terminológiou esterová väzba).

Keď je reťazec väčšinou atómov uhlíka a vodíka nazývaný mastná kyselina pripojený k jednej alebo viacerým z troch pozícií na glycerole, molekula sa nazýva glycerid. Ak existujú tri také mastné kyseliny, je to triglycerid, ktorý je mimoriadne hydrofóbny. Ak existujú dve také mastné kyseliny, nazýva sa to diglycerid. Ak je však tretia poloha spojená s chemickou skupinou známou ako fosfát, molekula sa nazýva fosfolipid.

Fosfátová skupina fosfolipidu môže byť naopak pripojená k inej chemickej jednotke, ktorá môže byť vysoko polárna. Táto entita známa ako polárna hlava molekuly sa dobre mieša s vodou, zatiaľ čo chvost molekuly vyrobený z dvoch mastných kyselín je veľmi hydrofóbny. Je to kvôli rôznym častiam fosfolipidov, ktoré tvoria štruktúru bunkovej membrány.

Zatiaľ čo všetci fosfolipidy pozostávajú z hydrofóbneho chvosta vyrobeného z mastných kyselín a polárnej hlavy, líšia sa podľa dĺžky typu reťazcov mastných kyselín v chvoste a zložky polárnej entity pripojenej k fosfátovej skupine v hlava. Jedným príkladom triedy fosfolipidov sú fosfatidylcholíny, v ktorých je chemická skupina cholín polárnou entitou pripojenou k fosfátu.

Syntéza fosfolipidov prebieha v cytoplazme buniek vedľa membránovej entity nazývanej endoplazmatické retikulum (v rozdelení života známom ako eukaryoty). Endoplazmatické retikulum je pokryté enzýmami, ktoré spájajú fosfolipidy vo vnútri vezikúl. Tieto vezikuly sa neskôr vypučia z endoplazmatického retikula a presunú sa do bunkovej membrány, kde ukladajú fosfolipidy a vytvára sa štruktúra bunkovej membrány.

Ak existuje malý počet fosfolipidov, chvosty sa zhromažďujú s chvostmi vonku a vytvárajú micelu, guľu s hydrofilným povrchom vo vode a hyrdofóbny interiér. Ak sa však objem fosfolipidov zvýši, vytvárajú sa membrány. Bunková membrána je známa ako trilaminárna bunková membrána alebo trilaminárny model, pretože sa skladá vrstvy hydrofóbnych zvyškov fosfolipidov vložených medzi dve vrstvy hydrofilných hláv.

Často sa mu však hovorí dvojvrstva, pretože je vyrobená z dvoch súborov fosfolipidov. Pretože každý fosfolipid pozostáva z hyrdofóbneho chvosta a hydrofilnej hlavice, aby unikli z vodného prostredie, chvosty mnohých fosfolipidov sa zoradia spolu a čelia chvostom druhej podobnej vrstvy molekuly. Jedna vrstva hydrofilných hláv sa teda stáva zvonka bunkovej membrány a ďalšia vrstva hydrofilných hláv sa stáva vnútri bunkovej membrány.

Trilaminárny model opísal rovnakú formáciu, ale uvádza, že „vonkajšie“ hydrofilné hlavové skupiny sú každá vrstva, zatiaľ čo vnútorné hydrofóbne koncové skupiny sú vrstvou, čo vedie k trom odlišným vrstiev.