Akışkan mozaik modeli nedir?



sıvı mozaik modeli Hücre zarlarının veya biyo-zarların, yanal hareket edebilen farklı moleküler bileşenlerinin akışkanlığını sergileyen dinamik yapılar olduğunu belirtir. Başka bir deyişle, bu bileşenlerin hareket halinde ve daha önce de inanıldığı gibi statik değil.

Bu model S. Jonathan Singer ve Garth tarafından geliştirildi. L. Nicolson, 1972 yılında ve bugün bilim topluluğu tarafından yaygın olarak kabul görmektedir. Tüm hücreler, yapısı ve işlevinde özellikleri olan bir hücre zarı tarafından bulunur..

Bu membran, hücre sınırlarını tanımlayarak, sitozol (veya hücresel iç kısım) ve dış ortam arasındaki farkların varlığına izin verir. Ek olarak, hücre ile dış arasındaki madde değişimini düzenler..

Ökaryotik hücrelerde iç zarlar ayrıca mitokondri, kloroplast, nükleer zarf, endoplazmik retikulum, Golgi cihazı gibi farklı fonksiyonlara sahip bölmeleri ve organelleri de tanımlamaktadır..

indeks

  • 1 Hücre zarının yapısı
    • 1.1 Genel
    • 1.2 Fosfolipit çift katmanlı
    • 1.3 Kolesterol
    • 1.4 İntegral membran veya transmembran proteinleri
    • 1.5 Membran proteinlerinin konfigürasyonu
    • 1.6 Membranlardaki gözenekler
    • 1.7 Periferik proteinler
    • 1.8 Karbonhidrat kapağı
  • 2 Hücre zarının akışkanlığı
    • 2.1 Doymuş ve doymamış yağ asitlerinin oranı
    • 2.2 Kolesterol
    • 2.3 Ayrıntılar
  • 3 Hücre zarının işlevi
    • 3.1 Genel
    • 3.2 Zardaki proteinlerin fonksiyonu  
    • 3.3 Dış karbonhidrat kabuğunun işlevi
  • 4 Kaynakça

Hücre zarının yapısı

genel bakış

Hücre zarı, suda çözünen moleküllere ve 7 ila 9 nanometre kalınlığına sahip iyonlara karşı geçirimsiz bir yapıdan oluşur. Elektronik mikro fotoğraflarda hücresel sitoplazmayı çevreleyen sürekli ve ince bir çift çizgi olarak gözlenir..

Membran, yapısı boyunca gömülmüş ve yüzey üzerinde düzenlenmiş proteinlere sahip olan bir fosfolipit çift katmandan oluşur.

Ek olarak, her iki yüzeyde (iç ve dış) karbonhidrat molekülleri içerir ve hayvan ökaryotik hücrelerinde, ayrıca çift tabakanın içine serpiştirilmiş kolesterol moleküllerini sunar..

Fosfolipit çift tabakalı

Fosfolipitler, suya püskürten hidrofilik bir ucu olan ve su iten bir başka hidrofobik olan amfipatik moleküllerdir.-.

Hücre zarını oluşturan fosfolipit çift tabakası, zarın içine doğru düzenlenmiş hidrofobik (apolar) zincirlere ve dış ortama doğru yerleştirilmiş hidrofilik (kutup) uçlara sahiptir..

Böylece, fosfolipidlerin fosfat gruplarının kafaları, zarın dış yüzeyine maruz bırakılmaktadır..

Hem dış çevrenin hem de iç ya da sitozolun sulu olduğunu unutmayın. Bu, fosfolipid çift katmanın, suyla etkileşime giren polar kısımları ve membranın iç matrisini oluşturan hidrofobik kısımları ile düzenlenmesini etkiler..

kolesterol

Ökaryotik hayvan hücrelerinin membranında, fosfolipidlerin hidrofobik kuyruklarına eklenen kolesterol molekülleri bulunur.

Bu moleküller prokaryotik hücrelerin, bazı protistlerin, bitkilerin ve mantarların zarlarında bulunmaz.

İntegral membran veya transmembran proteinleri

Fosfolipit çift tabakanın iç kısmında, entegral membran proteinleri birbirine bağlanır..

Bunlar kovalent olmayan şekilde hidrofobik parçaları boyunca, lipit çift tabakası ile etkileşime girerek hidrofilik uçlarını dış sulu ortama doğru yerleştirir.

Membran proteinlerinin konfigürasyonu

Zar biçiminde katlanmış ve gömülü hidrofobik alfa sarmalının ve yanlara uzatılmış hidrofilik parçaların bulunduğu çubuk şeklinde basit bir konfigürasyon sunabilirler.

Ayrıca, daha geniş bir konfigürasyon, küresel tip ve karmaşık üçüncül veya dörtlü yapıya sahip olabilirler..

Sonuncusu, hücre zarını genellikle defalarca tekrar eder ve lipit çift tabakası boyunca zikzak halinde düzenlenmiş alfa helis segmentleri ile çaprazlar..

Membranlardaki gözenekler

Bu küresel proteinlerin bazıları, içten hidrofilik kısımlara sahiptir, bunlar arasında polar maddelerin hücre dışından sitozole değişiminin meydana geldiği kanallar ya da gözenekler meydana getirmektedir..

Periferik proteinler

Hücre zarının sitoplazmik tarafının yüzeyinde, bazı integral proteinlerin çıkıntılı kısımlarına bağlı periferik zar proteinleri bulunur..

Bu proteinler, lipit çift katmanının hidrofobik çekirdeğine nüfuz etmez.

Karbonhidrat örtüsü

Membranın her iki yüzeyinde de karbonhidrat molekülleri var.

Özellikle, zarın dış yüzeyi bol miktarda glikolipid içerir. Glikoproteinler olarak adlandırılan çıkıntılı protein parçalarına maruz kalan ve kovalent olarak bağlanan kısa karbonhidrat zincirleri de gözlenir..

Hücre zarının akışkanlığı

Doymuş ve doymamış yağ asitleri oranı

Membranın akışkanlığı esas olarak mevcut doymuş ve doymamış yağ asitlerinin fosfolipidleri arasındaki orana bağlıdır. Bu membran akışkanlığı, doymuş yağ asidi zincirlerinin fosfolipitlerinin oranı, doymamış yağ asitlerine göre arttıkça azalır..

Bu, doymuş yağ asitlerinin kısa ve doymamış zincirleri arasındaki uyum ile ilgili olarak, doymuş yağ asitlerinin uzun ve basit zincirleri arasındaki daha büyük bir uyumdan kaynaklanmaktadır..

Moleküler bileşenleri arasındaki uyum ne kadar büyük olursa, zarın o kadar az sıvı içereceği.

kolesterol

Kolesterol molekülleri, sert halkaları ile lipitlerin hidrokarbon zincirleri ile etkileşime girerek, zarın sertliğini arttırır ve aynı maddenin geçirgenliğini azaltır.

Kolesterolün nispeten yüksek olduğu çoğu ökaryotik hücrelerin zarlarında, karbonlu zincirlerin düşük sıcaklıklarda bağlanmasını önler. Membran düşük sıcaklıklarda donuyor.

Özel özellikler

Farklı hücre membran tipleri, var olan lipitlerin yanı sıra, miktar ve protein ve karbonhidrat türlerinde ve özelliklerinde özelliklere sahiptir..

Bu özellikler, belirli hücresel fonksiyonlarla ilişkilidir..

Sadece ökaryotik ve prokaryotik hücrelerin membranları arasında ve organellerin hücreleri arasında değil, aynı zarın bölgeleri arasında kurucu farklılıklar vardır..

Hücre zarı fonksiyonu

genel bakış

Hücre zarı, hücreyi sınırlandırır ve dış ortamdakinden farklı olarak, sitozolde stabil bir durumun korunmasına izin verir. Bu, maddelerin (su, iyonlar ve metabolitler) geçişinin aktif ve pasif olarak düzenlenmesi yoluyla hücresel işlev için gerekli elektrokimyasal potansiyeli korur..

Ayrıca, hücrenin dış ortamdaki sinyallere, zardaki kimyasal alıcılar yoluyla yanıt vermesine izin verir ve hücre iskeleti filamentleri için bağlantı yerleri sağlar..

Ökaryotik hücreler söz konusu olduğunda ayrıca belirli metabolik fonksiyonları olan iç bölümlerin ve organellerin oluşturulmasına katılır..

Proteinlerin zardaki işlevi  

Belirli fonksiyonlara sahip, aralarından bahsedebileceğimiz farklı zar proteinleri var:

  • Kimyasal reaksiyonları katalize eden (hızlandıran) enzimler,
  • Sinyalleme moleküllerinin (hormonlar gibi) tanınmasına ve bağlanmasına katılan membran reseptörleri,
  • Proteinler, maddeleri zardan taşır (sitosole doğru ve bundan hücre dışına doğru). İyon taşınması sayesinde elektrokimyasal gradyanı korurlar.

Dış karbonhidrat kabuğu işlevi

Karbonhidratlar veya glikolipitler, hücrelerin birbirlerine yapışmasına ve hücre zarının, antikorlar, hormonlar ve virüsler gibi moleküllerle tanınması ve etkileşimi sürecinde katılır..

referanslar

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White H.A. ve Wiedemann, C. G. (2003). Hücre Biyolojisi, kısa bir kurs. İkinci baskı. Wiley-Liss s. 535.
  2. Engelman, D. (2005). Zarlar akışkandan daha mozaiktir. Nature 438 (7068), 578-580. doi: 10.1038 / doğa04394
  3. Nicolson, G.L. (2014). Membran yapısının Akışkan-Mozaik Modeli. 40 yıldan uzun bir süre sonra biyolojik zarların yapısını, işlevini ve dinamiklerini anlama ile ilgili. Biochimica ve Biophysica Acta (BBA) - Biomembranlar, 1838 (6), 1451-1466. doi: 10.1016 / j.bbamem.2013.10.019
  4. Raven, J. (2002). Biyoloji. Altıncı Baskı. MGH. pp 1239.
  5. Şarkıcı, S.J. ve Nicolson, G.L. (1972). Hücre Zarlarının Yapısının Akışkan Mozaik Modeli. Science, 175 (4023), 720-731. doi: 10.1126 / bilim.175.4023.720