Trilaminär struktur av cellmembranet

Syftet med en cellmembranet är att separera cellens innehåll från den externa miljön. Eftersom livet utvecklades i en vattenhaltig (aka vattnig) miljö finns celler i och innehåller vatten. Och eftersom vatten och fett / olja inte blandas bra har membran utvecklats på grundval av detta.

I det här inlägget går vi igenom exakt vad trilaminärt cellmembran är, varför trilaminärmodellen bildas och vad cellmembranstrukturen gör för celler.

Stora molekyler som nästan uteslutande består av kol- och väteatomer kallas icke-polära eller hydrofoba, "vattenfruktande" molekyler. Bestående av fetter, oljor, vaxer och andra lipider, när de placeras i vatten, tenderar de att samlas ihop och bilda oljiga droppar.

Molekyler som innehåller kemiska grupper med syre, kväve och fosforatomer har många positiva och negativa laddningar åtskilda, det vill säga att de är polära. Eftersom de är polära, blandar de sig bra med vatten, vilket också är polärt, och därför kallas de hydrofila eller "vattenälskande".

Uttrycket amfifil avser en molekyl som har både hydrofoba och hydrofila egenskaper. Det klassiska exemplet på en sådan molekyl är en fosfolipid. Ryggraden i en fosfolipid är glycerol, som innehåller tre kolatomer till vilka andra molekyler kan anslutas genom alkoholgrupper (esterbindning, i kemisk terminologi).

När en kedja av mestadels kol- och väteatomer som kallas en fettsyra är ansluten till en eller flera av de tre positionerna på glycerol, kallas molekylen en glycerid. Om det finns tre sådana fettsyror är det en triglycerid som är extremt hydrofob. När det finns två sådana fettsyror kallas det en diglycerid. Men om den tredje positionen sedan är ansluten till en kemisk grupp som kallas fosfat, kallas molekylen en fosfolipid.

Fosfatgruppen i en fosfolipid kan i sin tur fästas till en annan kemisk enhet, som kan vara mycket polär. Känd som det polära huvudet på molekylen, blandas denna enhet bra med vatten, medan molekylens svans, gjord av två fettsyror, är mycket hydrofob. Det är på grund av de olika delarna av fosfolipider som cellmembranstrukturen bildas.

Medan alla fosfolipider består av en hydrofob svans, gjord av fettsyror och ett polärt huvud, de skiljer sig beroende på typ av längd av fettsyrakedjor i svansen och komponenten av den polära enheten fäst till fosfatgruppen i huvud. Ett exempel på en klass av fosfolipider är fosfatidylkoliner, i vilka den kemiska gruppen kolin är den polära enhet som är fäst vid fosfatet.

Syntes av fosfolipider sker i cellernas cytoplasma intill en membranenhet som kallas endoplasmatisk retikulum (i den livsdelning som kallas eukaryoter). Det endoplasmatiska retikulumet är täckt med enzymer som sätter fosfolipiderna ihop i vesiklar. Dessa vesiklar sprider sig senare från det endoplasmiska retikulumet och rör sig till cellmembranet, där de avsätter fosfolipiderna och cellmembranstrukturen bildas.

Om det finns ett litet antal fosfolipider, samlas svansar med svansar utanför, bildar en micell, en sfär med en hydrofil utsida i vatten och en hyrdofob inredning. Om volymen av fosfolipider ökar bildas emellertid membran. Cellmembranet är känt som ett trilaminärt cellmembran eller den trilaminära modellen eftersom det består av ett lager av hydrofoba svansar av fosfolipider inklämda mellan två lager av hydrofila huvuden.

Ofta kallas det emellertid ett dubbelskikt, eftersom det består av två uppsättningar fosfolipider. Eftersom varje fosfolipid består av en hyrdofob svans och hydrofilt huvud för att fly från den vattniga miljö, svansar av många fospolipider raderar ihop och möter svansarna i ett andra lager av liknande molekyler. Således blir ett lager av hyrofila huvuden utsidan av cellmembranet och ett annat lager av hydrofila huvuden blir insidan av cellmembranet.

Den trilaminära modellen beskrev samma formation, men säger att de "yttre" hydrofila huvudgrupperna är vardera ett lager medan de inre hydrofoba svansgrupperna är ett lager, vilket resulterar i de tre distinkta skikten.