Bilapa lipidiska egenskaper, struktur, funktioner

De Lipid -tvåskikt Det är ett tunt laminärt membran, bimolekylärt, av amfipatiska lipider, det vill säga de innehåller en hydrofob del och en annan hydrofil del. Det har en mycket låg permeabilitet för joner, liksom för de flesta vattenlösliga molekyler, men det är mycket permeabel för vatten.

I vattenhaltiga lösningar, polära lipider, såsom fosfoglycerid. I dessa strukturer riktas huvuden på polära lipider, som är hydrofila, externt för att komma i kontakt med vatten, medan svansarna (hydrofoba) alla är ordnade i motsatt ände.

Diagram över möjliga lipidarrangemang på kanten av en por genom ett lipid -tvåskikt. Tagen och redigerad från: MDOUGM [Public Domain].

Levande varelser har cellmembran som huvudsakligen utgörs av fosfolipider och glykolipider som bildar ett lipid -tvåskikt. Denna tvåskikt utgör en permeabilitetsbarriär som gör det möjligt att reglera det inre innehållet i salter och cellelektrolyter. För att kunna uppnå detta har de strukturer som kallas jonpumpar.

De första forskarna som föreslog Lipid Bilap -modellen för cellmembran var läkare Evert Gorter och F. Grendel (1925), från University of Leiden, Holland, en modell som bekräftades 1950 genom elektroniska mikroskopistudier.

Det finns flera aktuella och potentiella användningar av lipidbicapas, men hittills har den mest framgångsrika kommersiellt talat varit användningen av konstgjorda vesiklar (liposomer) inom medicin, för administrering av mediciner till cancerpatienter.

[TOC]

Egenskaper

Lipid -tvåskikt är laminära, mycket tunna och bräckliga strukturer, som uppvisar några biologiskt viktiga egenskaper som:

Permeabilitet

En av de viktigaste egenskaperna hos lipid -tvåskikt är dess selektiva permeabilitet. Faktum är att dessa membran är mycket vattentäta för joner och de flesta polära molekyler, och vatten är ett viktigt undantag, eftersom det lätt kan korsa membranet.

Ett exempel på denna selektiva permeabilitet är natrium och kalium, vars joner går igenom membranet mer än en miljon gånger långsammare än vatten. Å andra sidan korsar Indol, en heterocyklisk organisk förening, membranet med en hastighet tusen gånger högre än tryptofanen, en annan molekyl som liknar denna strukturella.

Redan innan membranets dubbla natur är känd, sade forskaren Charles Overton (1901) att permeabilitetskoefficienterna för storleksmolekylerna är direkt relaterade till den relativa lösligheten de presenterar i organiska lösningsmedel och i vatten.

Asymmetri

Var och en av skikten som utgör membranet är strukturellt och funktionellt annorlunda än den andra. Ett funktionellt exempel på denna asymmetri är natriumpumpen. Denna pump finns i plasmamembranet i den stora majoriteten av högre organismceller.

Na bomb⁺ - K⁺ Det är orienterat på ett sådant sätt att det utvisar na⁺ Inuti cellen, medan de introducerade K -joner⁺. Dessutom behöver detta transportmedel energi i form av ATP för aktivering och kan endast användas om det är inne i cellen.

Komponenterna i varje skikt är också olika, membranproteinerna syntetiseras och sätts in asymmetriskt i bilayen av glukolipider.

Kan tjäna dig: Crocodylus acutus

När det gäller erytrocyter, till exempel, är sfylingomyelin och fosfatidylkoliner belägna i det yttre skiktet av membranet, medan fosfatidyletalamin och fosfatidylserin är inre inre. Kolesterol är emellertid beståndsdelar.

En av orsakerna till asymmetri vid fördelningen av fosfolipider är att de flesta av dessa beståndsdelar syntetiseras i cellen och därför ingår initialt i det inre skiktet, och följaktligen kommer några av dem att migrera till det yttre lagret med hjälp av vissa enzymer som kallas som kallas som kallas flipas.

Flyt

Lipidbilays är inte styva strukturer, men tvärtom är de flytande och dynamiska strukturer, där lipider och många proteiner är moraliskt moraliskt moraliskt moraliskt.

Lipider sprids i sidled i membranet med en genomsnittlig hastighet av 2 um per sekund. Den laterala förskjutningen av proteiner i tvåskikt kan under tiden variera beroende på typ av protein; Medan vissa är lika snabba som lipider, förblir andra praktiskt taget rörliga.

Den tvärgående diffusionen, även kallad flip-flop, är å andra sidan mycket långsammare för lipider och har aldrig observerats i proteiner.

Å andra sidan kan membranets fluiditet variera beroende på den relativa ordningen för lipidfettsyror. När alla fettsyror beställs, Bilay.

Dessa förändringar kan bero på temperaturvariationer; Övergången från fast till fluidstillstånd sker plötsligt när temperaturen överskrider en tröskel som kallas smälttemperaturen, vilket beror på längden på fettsyrakedjor, liksom dess grad av omättnad.

Beståndsdelar i membranet är av olika natur och därför kan de presentera olika smälttemperaturer. På grund av detta kan de vid olika temperaturer samexistera fasta och flytande faser i samma tvåskikt.

Andra funktioner

Lipid -tvåskikten, tack vare kovalenta interaktioner och attraktiva krafter av van der Waals, har en tendens att vara omfattande, liksom att stänga i sig själva så att det inte finns några extrema exponerade ytterligheter. Dess förmåga att självutgå är också karakteristisk, eftersom bristen på kontinuitet inte är energiskt gynnsam för dess struktur.

Strukturera

Det finns olika modeller för att förklara strukturen för lipid -tvåskiktet:

Davson och Danielli Model

Det föreslogs 1935 och hävdar att membranen innehåller en kontinuerlig kolvätefas, tillhandahållen av beståndsdelar i membranet.

Davson och Danielli Cell Membrane Model. Tagen och redigerad från: Miguelferig [Public Domain].

Enhetsmembran

Uppförd av j.D. Robertson, denna hypotes är en modifiering av Davson och Danielli -modellen. Han antydde att enhetsmembranet bestod av ett dubbelt lager av blandade polära lipider.

Dessa lipider var orienterade med kolvätekedjorna inåt och bildade ett kontinuerligt kolväteskikt, medan de hydrofila huvuden pekade i motsatt riktning.

Dessutom täcktes detta enhetliga membran av båda sidor av ett enkelt skikt av proteinmolekyler arrangerade utökade förlängda.

Kiselmodell

Även känd som Subunities Model. Enligt denna modell skulle membranen bestå av en mosaik av repetitiva underenheter av lipoproteiner mellan 4,0 och 9,0 nm.

Kan tjäna dig: Hammer Head Bat: Egenskaper, livsmiljö, reproduktion, mat

Flytande mosaikmodell

Föreslogs av s.J. Sångare och g.L. Nicholson 1972 och är den mest accepterade modellen. Enligt det beställs membranfosfolipider i dubbla lager och bildar en matris av flytande kristaller.

Enskilda lipidmolekyler kan enligt denna modell vara fritt resa.

Proteinerna som är en del av tvåskiktet måste enligt modellen vara kulare. Dessutom skulle vissa proteiner vara delvis inbäddade i tvåskiktet, medan andra skulle vara helt nedsänkta i detta.

Graden av penetrering av kulaproteiner i Bilay.

Sammansättning

Naturliga tvåskikt består främst av fosfolipider. Dessa är föreningar härrörande från glycerol som kännetecknas av att ha ett hydrofil huvud och två hydrofoba svansar.

När fosfolipider kommer i kontakt med vatten kan organiseras på olika sätt. Det mest stabila sättet är som tvåskikt med svansar orienterade inlandet och huvuden utanför tvåskiktet.

Glykolipider är också en del av lipid -tvåskiktet. Dessa föreningar, som namnet antyder, är lipider associerade med sockerarter, härledda i fallet med djur av en förening som kallas sfingocin.

En annan viktig beståndsdel av membranet är kolesterol, en oskälig lipid. Det finns både i det inre och yttre skiktet i tvåskiktet. Det är mer rikligt i plasmamembranet än i membranet i organellerna.

Membranen har också många typer av protein, som kan vara av två typer, extrinsiska eller inneboende. Extrinsiska eller perifera proteiner är associerade med slappa fackföreningar till membranet och kan enkelt skilja dem från dem.

Intrinsiska eller integrerade proteiner är starkt associerade med Bilay. De representerar cirka 70% av membranproteiner. Några av dem har en funktion av signaler från utsidan av cellen och dess överföring inuti.

Andra proteiner är associerade med sammansmältningen av två olika tvåskikt. Bland dem är de som tillåter föreningen av spermier med ägglossningen under befruktningen; också de som tillåter virus att penetrera värdceller.

Dessutom är jonpumpar omfattande protein som korsar bilay.

Funktioner

Den huvudsakliga biologiska funktionen av lipidbilay. Utan denna fysiska avgränsning mellan fack skulle livet vara omöjligt som vi känner till det.

Denna funktion är så viktig att praktiskt taget alla levande varelser har ett membran som utgörs av ett lipid -tvåskikt. Undantaget representeras av vissa arter av bågar, där membranet är en lipidmonolager.

Lipid -tvåskikt deltar i överföringen av internuronal nervimpuls. Neuroner är inte fysiskt kopplade till varandra utan separeras av ett kort utrymme som kallas sinapsis. För att spara detta internuronala utrymme är vesiklar laddade med neurotransmittorer involverade.

Kan tjäna dig: djur som andas genom stomata

En annan tvåskiktsfunktion är att fungera som en strukturell bas eller stödskelett, till vilket vissa transportsystem har varit starkt förenade såväl som vissa enzymer.

Organeller med lipid -tvåskikt

I prokaryoterna, lipiden bilay.

-Organeller med två lipid tvåskikt

Kärna

Cellulär organell närvarande i eukaryota celler och som innehåller det mesta av det genetiska materialet som organiseras i kromosomer.

Kärnmembranet bildas av två lipidbilays åtskilda av ett utrymme som kallas perinukleära. Båda skikten kallas externt och internt kärnmembran och är differentierade av dess proteinkomposition.

Mitokondrier

Organo ansvarig för cellulär andning, som tillhandahålls av den energi som krävs för cellaktivitet. Den presenterar ett dubbelt membran, det släta externa och den vikta inre bildande laminära eller digitiforma vapen.

Funktionen för sådana veck är att öka den inre ytan, som är den plats där metaboliska reaktioner inträffar.

Mitokondrier. Tagen och redigerad från: Ladyofhats [CC0].

Kloroplast

Organell närvarande i övre växter och andra fotoautotrofiska eukaryota organismer. Den presenterar två koncentriska lipidbilays åtskilda med ett intermembraniskt utrymme. Det yttre skiktet är mer poröst än det inre på grund av närvaron av proteiner som kallas porinas.

-Organeller med ett lipid -tvåskikt

Bortsett från plasmamembranet, som har talats allmänt i denna artikel, har andra organeller, såsom endoplasmatisk retikulum, Golgi -apparaten och lysosomerna en enda lipid -tvåskikt.

Endoplasmatisk retikulum (RE)

Associerade cytoplasma membrankomplex (re -trampad) eller inte (slät åter) till ribosomer, och som deltar i syntesen av lipider och fosfolipider (slät RE) eller peptider och protein (re rugous), tack vare ribosomer som är fästa vid deras väggar.

Golgiapparat

Komplex av släta väggmembran som deltar i lagring, modifiering och förpackning av proteinsubstanser.

Lysosom

Vesikulära organeller som innehåller enzymer involverade i nedbrytningen av främmande material. De försämrar också icke -nödvändiga cellulära komponenter och till och med skadade eller döda celler.

Ansökningar

Den huvudsakliga tillämpningen av lipid BICAPAS ligger inom medicinområdet. Liposomas är vesikulära strukturer avgränsade av lipid tvåskikt. De bildas konstgjort genom sonisk svängning av vattenhaltiga suspensioner av fosfoglycerider.

Om joner eller molekyler ingår i den vattenhaltiga suspensionen, kommer några av dessa element att ingå i liposomerna. Baserat på dessa principer har läkemedel kapslats in i lösning inom liposomer.

De tillfredsställande liposomerna av läkemedel levereras injiceras till patienten. En gång i interiören reser de genom blodsystemet tills du når målplatsen. I destinationen bryts deras innehåll och släpps.

Användningen av lipidbilapas såsom biosensorer för sjukdomsdiagnos har också testats; såväl som för möjlig upptäckt av biologiska vapen. Slutligen har det testats framgångsrikt för att bestämma läkemedelspermeabilitet.

Referenser

1. ANTINGEN.S. Andersen, II Koeppe, och. Roger (2007). Tvåskikts tjocklek och membranproteinfunktion: ane energiskt perspektiv. Årlig översyn av biofysik och biomolekylär struktur.
2. Lipid -tvåskikt. In ecured. Återhämtat sig från eucured.com.
3. Lipid -tvåskikt. I Wikipedia. Återhämtat sig från Wikipedia.org.
4. TILL. Lehninger (1978). Biokemi. Omega -utgåvor, s.TILL.
5. L. Stryer (1995). Biokameri. W.H. Freeman and Company, New York.
6. R.B. Gennis (1989). Biomembran. Kabell.
7. M.S. Bretscher (1972). Asymmetrisk lipid tvåskiktsstruktur för biologiska membran. Natur ny biologi.