Жидкостно-мозаичная модель – определение, типы, влияющие факторы, примеры

Николсон предложил жидкостно-мозаичную модель. Эта модель изображает структуру плазматической мембраны животной клетки как мозаику из фосфолипидов, холестерина и углеводов. Благодаря этим компонентам мембраны приобретают свойства жидкости. Каждый фосфолипид будет иметь головку, которая является гидрофильной по своей природе и находится снаружи двойного слоя, и гидрофобный хвост, который образует молекулы с гидрофильной головкой и гидрофобным хвостом, фосфолипиды представляют собой амфипатические молекулы с гидрофильной головкой, а гидрофобные образуют внутреннюю часть. Холестерин и белки встроены в бислой, придавая ему мозаичный вид. Каждый компонент отвечает за определенную задачу

Фосфолипиды

Они будут иметь головку, которая является гидрофильной по своей природе, и хвост, который будет гидрофобным, фосфолипиды представляют собой амфипатические молекулы с гидрофильной головкой и гидрофобным хвостом. Ковалентная связь соединяет их с молекулой глицерина.

Фосфолипиды будут широко распространены в клетках микроскопических организмов и эукариот. Это частицы, состоящие из фосфатной головки и липидного хвоста. Голова считается водолюбивой или гидрофильной, хотя хвост гидрофобный или отталкивающий воду. Поэтому фосфолипиды называют амфипатическими. Ввиду этой двойной природы фосфолипидов многие виды организуются в два слоя в водном климате. Это известно как фосфолипидный бислой. Слияние фосфолипидов происходит главным образом в эндоплазматическом ретикулуме. Различные области биосинтеза включают механическую сборку Гольджи и митохондрии.

Различные типы липидов

Внутри этих двух важных классов липидов есть различные явные виды липидов, которые имеют решающее значение для жизни, включая ненасыщенные жиры, жирные масла, глицерофосфолипиды, сфинголипиды и стероиды. Это широко делегированные основные липиды и сложные липиды.

Основные липиды — сложные эфиры ненасыщенных жиров с различными спиртами.

• Жиры : сложные эфиры ненасыщенных жиров с глицерином. Масла – это жиры в жидком состоянии.
• Воски : сложные эфиры ненасыщенных жиров с более высоким субатомным весом одноатомных спиртов.
• Сложные липиды-эфиры ненасыщенных жиров, содержащие не только ликвор, но и ненасыщенные жиры.

Фосфолипиды: это липиды, содержащие, помимо ненасыщенных жиров и жидкости, фосфатную группу. В большинстве случаев они имеют азотсодержащие основания и другие заместители, например, в глицерофосфолипидах жидкость представляет собой глицерин, а в сфингофосфолипидах жидкость представляет собой сфингозин. Гликолипиды (гликосфинголипиды): липиды, содержащие ненасыщенный жир, сфингозин и крахмал. Другие сложные липиды: липиды, например, сульфолипиды и аминолипиды. Липопротеины также могут быть отнесены к этому классу.

Холестерин

Он способствует текучести плазматической мембраны. Он существует между фосфолипидами и препятствует уплотнению гидрофильных хвостов при низких температурах и расширению при высоких температурах.

Белки

Это мономеры аминокислот. В плазматической мембране есть три типа белков:

• Интегральные белки

Это будут белки, которые образуют каналы, позволяющие большим молекулам и ионам проходить через гидрофобный слой мембраны.

• Периферийные белки

Это будут белки, которые будут встроены в единый листок мембраны. По ним сигналы передаются от одного сегмента мембраны к другому.

• Гликопротеины отвечают за стабилизацию мембран и межклеточную коммуникацию.

Модель жидкой мозаики имеет смысл как в основных, так и в полезных частях клеточного слоя. Это может иметь смысл в наличии различных видов пористости и удерживающей способности различных клеточных пленок. Модель имеет смысл проникновения двух электролитов и неэлектролитов через биомембраны. Из-за основных характеристик поверхности пленки клетки могут демонстрировать различные виды связи, включая подтверждение, связь, антиген, рецепторы данных и так далее.

Факторы, влияющие на текучесть плазматической мембраны

На текучесть клеточной мембраны влияют три элемента:

• Температура . Когда холодно, фосфолипиды собираются вместе. Когда на улице жарко, они расходятся.
• Холестерин . Молекулы холестерина беспорядочно распределены по двойному фосфолипидному слою, удерживая его вместе и предотвращая слишком сильное расщепление или слишком плотное уплотнение.
• Жирные кислоты , насыщенные и ненасыщенные. Фосфолипидные хвосты состоят из жирных кислот. Атомы углерода в цепях насыщенных жирных кислот имеют одинарную связь, тогда как атомы углерода в цепях ненасыщенных жирных кислот имеют двойные связи.

Вызывая перегибы, двойные связи затрудняют плотную упаковку цепи. Эти перегибы увеличивают текучесть мембраны.

Жидкие свойства практических природных пленок не полностью установлены с помощью анализа названий, рентгеновской дифракции и калориметрии. Эти исследования показали, что белки основного слоя диффундируют со скоростью, зависящей от консистенции липидного двойного слоя, в который они были имплантированы, и показали, что частицы внутри клеточной пленки являются динамическими, а не статичными.

Прошлые модели органических пленок включали модель мембранной единицы Робертсона и трехслойную модель Дэвсона-Даниэлли. Эти модели имели белки, представленные в виде слоев, примыкающих к липидному слою, в отличие от интегрированных в бислой фосфолипидов. Различные модели изображали перефразирование, стандартные единицы белка и липида. Эти модели не были полностью подтверждены данными микроскопии и термодинамики и не требовали доказательств динамических свойств пленки.
Модель жидкостной мозаики объясняет изменения в конструкции и поведении клеточных пленок при различных температурах, а также взаимосвязь слоевых белков с пленками. В то время как у Сингера и Николсона были значительные доказательства, привлеченные из различных областей, чтобы помочь их модели, последние достижения в области флуоресцентной микроскопии и первичной науки подтвердили жидкостно-мозаичную природу клеточных пленок.
Как бы то ни было, белки в конце концов диффундировали, и со временем грань между двумя частями была утрачена. Снижение температуры замедлило скорость этого диспергирования, заставив пленочные фосфолипиды перейти из жидкого состояния в гелевое. Художник и Николсон обосновали последствия этих исследований, используя свою модель жидкой мозаики.

Температура, влияющая на текучесть мембраны, и ее механизм

Высокая температура увеличивает текучесть

Клетки лучше всего работают при типичной физиологической температуре, которая у теплокровных существ, таких как люди, составляет 98,6 градусов по Фаренгейту. В случае повышения внутреннего уровня тепла, например, при высокой температуре, слой телефона может оказаться более жидким. Это происходит, когда ненасыщенные жирные хвосты фосфолипидов становятся менее гибкими и позволяют большему развитию белков и различных атомов в слое и через него. Это может изменить пористость клетки, что, возможно, позволит проникнуть внутрь нескольким потенциально опасным частицам. Как основные, так и краевые белки в пленке также могут быть повреждены высокими температурами, и, если предположить, что очень высокая интенсивность может привести к разделению или денатурации этих белков.

Низкая температура делает мембрану более жесткой

Снижение температуры также может отрицательно сказаться на клеточных слоях и клетках. При низкой температуре ненасыщенные жирные хвосты фосфолипидов менее подвижны и становятся менее гибкими. Это уменьшает общую легкость слоя, дополнительно уменьшая его пористость и, возможно, ограничивая прохождение важных частиц, таких как кислород и глюкоза, в клетку. Низкая температура также может замедлять развитие клеток, предотвращая их увеличение в размерах. В возмутительных обстоятельствах, например, при более позднем открытии к субхолодным температурам, жидкость в клетке может начать замерзать, формируя драгоценные камни, которые прокалывают слой и могут в конечном итоге убить клетку.

Ключевые моменты

• Пленка плазмы включает амфифильные атомы фосфолипидов.
• Второй значительной частью плазменной пленки являются фундаментальные белки, которые полностью включены в слой.
• Сахара находятся на внешней поверхности слоя, где они связаны с белками или липидами.

Ограничение текучести

Липидные плоты - это липидные пространства, отслеженные на внешней стороне плазматического слоя. Холестерин, гликосфинголипиды и гликозилфосфатидилинозитол являются структурными блоками липидных понтонов.

Белковые комплексы . Белки и гликопротеины диффундируют внутри слоя плазмы. Эта помощь в переносе частиц и метаболитов, маркировке клеток, связи и движении

Концептуальные вопросы

Вопрос 1: Что означает термин «жидкостно-мозаичная модель»?

Отвечать:

Cholesterol molecules and phospholipid molecules are connected together. This maintains the integrity and cohesion of the cell membrane. 

Вопрос 2: Холестерин поможет?

Отвечать:

Cholesterol helps in maintaining the fluidity of the cell membrane.

Вопрос 3: Что происходит, когда температура колеблется?

Отвечать:

According to the temperature, if the temperature increases the fluidity so to maintain that phospholipids change their structure and vice versa to maintain the fluidity of the cell membrane.

Вопрос 4: Из чего состоят клеточные мембраны?

Отвечать:

They are made from phospholipids and proteins. The phospholipids are amphipathic in nature i.e., both hydrophobic and hydrophilic in nature

Вопрос 5 : Какие типы белков присутствуют в клеточной мембране?

Отвечать:

Glyco, integral, and peripheral proteins are the different types of proteins.