Bilapa lipidiske egenskaper, struktur, funksjoner

De Lipid -dobbeltlag Det er en tynn laminær membran, bimolekylær, av amfipatiske lipider, det vil si at de inneholder en hydrofob del og en annen hydrofil del. Den har en veldig lav permeabilitet for ioner, så vel som for de fleste vannoppløselige molekyler, men det er veldig gjennomtrengelig for vann.

I vandige oppløsninger er polare lipider, for eksempel fosfoglyserid. I disse strukturene blir hodene til polare lipider, som er hydrofile, rettet eksternt for å komme i kontakt med vann, mens halene (hydrofobe) alle er ordnet i motsatt ende.

Diagram over mulige lipidarrangementer på kanten av en pore gjennom et lipid -dobbeltlag. Tatt og redigert fra: Mdougm [Public Domain].

Levende vesener har cellemembraner som hovedsakelig er sammensatt av fosfolipider og glykolipider som danner en lipid -dobbeltlag. Denne dobbeltlaget utgjør en permeabilitetsbarriere som tillater regulering av det interne innholdet i salter og celleelektrolytter. For å kunne oppnå dette, har de strukturer som kalles ionpumper.

De første forskerne som foreslo lipid bilap -modellen for cellemembraner var leger som Evert Gorter og F. Grendel (1925), fra University of Leiden, Holland, en modell som ble bekreftet i 1950 gjennom elektroniske mikroskopistudier.

Det er flere aktuelle og potensielle bruksområder av lipidbikapas, men til dags dato har den mest vellykkede kommersielt sett vært bruken av kunstige vesikler (liposomer) i medisin, for administrering av medisiner til kreftpasienter.

[TOC]

Kjennetegn

Lipid -dobbeltlag er laminære, veldig tynne og skjøre strukturer, som presenterer noen biologisk viktige egenskaper som:

Permeabilitet

Et av hovedegenskapene til lipid -dobbeltlag er dens selektive permeabilitet. Disse membranene er faktisk veldig vanntette for ioner og de fleste polare molekyler, vann er et viktig unntak, da det lett kan krysse membranen.

Et eksempel på denne selektive permeabiliteten er natrium og kalium, hvis ioner går gjennom membranen mer enn en million ganger tregere enn vann. På den annen side krysser Indol, en heterocyklisk organisk forbindelse, membranen med en hastighet tusen ganger høyere enn tryptofan, et annet molekyl som ligner på denne strukturelle.

Allerede før membranens doble natur er kjent, sa forskeren Charles Overton (1901) at permeabilitetskoeffisientene til størrelsesmolekylene er direkte relatert til den relative løseligheten de presenterer i organiske løsningsmidler og i vann.

Asymmetri

Hvert av lagene som utgjør membranen er strukturelt og funksjonelt forskjellig fra den andre. Et funksjonelt eksempel på denne asymmetrien er natrium - kaliumpumpe. Denne pumpen er til stede i plasmamembranen til de aller fleste høyere organismeceller.

Na bombe⁺ - K⁺ Det er orientert på en slik måte at den utviser na⁺ inne i cellen, mens du introduserer k -ioner⁺. I tillegg trenger dette transportmiddelet energi i form av ATP for aktivering og kan bare brukes hvis det er inne i cellen.

Komponentene i hvert lag er også forskjellige, membranproteinene syntetiseres og settes inn asymmetrisk i bilen til glukolipider.

Kan tjene deg: Crocodylus acutus

Når det. Kolesterol er imidlertid konstituerende, men begge lagene.

En av årsakene til asymmetri i fordelingen av fosfolipider er at de fleste av disse bestanddelene blir syntetisert i cellen og derfor først er inkludert i det indre laget, og derfor vil noen av dem migrere til det ytre laget ved hjelp av noen enzymer som kalles Flipasas.

Flytende

Lipidbiler er ikke stive strukturer, men tvert imot er de flytende og dynamiske strukturer, der lipider og mange proteiner er moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk moralsk.

Lipider spredte seg sideveis i membranen med en gjennomsnittshastighet på 2 um per sekund. Den laterale forskyvningen av proteiner i dobbeltlag kan i mellomtiden variere avhengig av proteintype; Mens noen er like raske som lipider, forblir andre praktisk talt ubevegelige.

Den tverrgående diffusjonen, også kalt flip-flop, er derimot mye tregere for lipider, og har aldri blitt observert i proteiner.

På den annen side kan membranens flyt. Når alle fettsyrer er bestilt, Bilay.

Disse endringene kan skyldes temperaturvariasjoner; Overgangen fra fast til væsketilstand skjer brått når temperaturen overstiger en terskel kjent som smeltetemperaturen, som avhenger av lengden på fettsyrekjeder, så vel som graden av umettethet.

Bestanddel lipider i membranen er av forskjellig karakter, og de kan derfor presentere forskjellige smeltetemperaturer. På grunn av dette kan de ved forskjellige temperaturer sameksistere faste og væskefaser i samme dobbeltlag.

Andre funksjoner

Lipid -dobbeltlagene, takket være kovalente interaksjoner og attraktive krefter av van der Waals, har en tendens til å være omfattende, så vel som å lukke i seg selv slik at det ikke er ekstreme eksponerte ytterpunkter. Evnen til selv -return er også karakteristisk, fordi mangel på kontinuitet ikke er energisk gunstig for dens struktur.

Struktur

Det er forskjellige modeller for å forklare strukturen til lipid -dobbeltlaget:

Davson og Danielli Model

Det ble foreslått i 1935, og argumenterer for at membranene inneholder en kontinuerlig hydrokarbonsfase, levert av konstituerende lipider i membranen.

Davson og Danielli cellemembranmodell. Tatt og redigert fra: Miguelferig [Public Domain].

Enhetlig membranmodell

Reist av j.D. Robertson, denne hypotesen er en modifisering av Davson og Danielli -modellen. Han postulerte at enhetsmembranen var sammensatt av et dobbelt lag med blandede polare lipider.

Disse lipidene var orientert med hydrokarbonkjedene innover, og dannet et kontinuerlig hydrokarbonlag, mens de hydrofile hodene pekte i motsatt retning.

I tillegg ble denne enhetlige membranen dekket av begge sider av et enkelt lag med proteinmolekyler anordnet utvidet.

Kuleformet modell

Også kjent som undermunhetsmodell. I følge denne modellen vil membranene bli sammensatt av en mosaikk av repeterende underenheter av lipoproteiner mellom 4,0 og 9,0 nm.

Kan servere deg: Hammer Head Bat: Egenskaper, Habitat, Reproduksjon, mat

Fluidmosaikkmodell

Ble foreslått av S.J. Sanger og g.L. Nicholson i 1972 og er den mest aksepterte modellen. I følge den bestilles membranfosfolipider i doble lag, og danner en matrise av flytende krystaller.

Individuelle lipidmolekyler kan ifølge denne modellen være fritt reise.

Proteinene som er en del av dobbeltlaget, må ifølge modellen være kuleformet. I tillegg vil noen proteiner delvis være innebygd i dobbeltlaget, mens andre ville være helt fordypet i dette.

Graden av penetrering av kuleproteiner i Bilay.

Sammensetning

Naturlige dobbeltlag er hovedsakelig sammensatt av fosfolipider. Dette er forbindelser avledet fra glyserol som er preget av å ha et hydrofilt hode og to hydrofobe haler.

Når fosfolipider kommer i kontakt med vann kan organiseres på forskjellige måter. Den mest stabile måten er som dobbeltlag med haler orientert innover og hoder utenfor dobbeltlaget.

Glykolipider er også en del av lipid -bilsjøen. Disse forbindelsene, som navnet tilsier, er lipider assosiert med sukker, avledet når det gjelder dyr av en forbindelse kjent som sfingocin.

En annen viktig bestanddel av membranen er kolesterol, en ubeskrivelig lipid. Det er til stede både i det indre og ytre laget av dobbeltlaget. Det er rikelig i plasmamembranen enn i membranen til organellene.

Membranene har også mange slags protein, som kan være av to typer, ekstrinsik eller iboende. Ekstrinsiske eller perifere proteiner er assosiert med slappe fagforeninger til membranen og kan lett skille dem fra dem.

Intrinsiske eller integrerte proteiner er sterkt assosiert med Bilay. De representerer omtrent 70% av membranproteinene. Noen av dem har en funksjon av signaler fra utsiden av cellen og overføringen inni.

Andre proteiner er assosiert med fusjon av to forskjellige dobbeltlag. Blant dem er de som tillater forening av sæd med eggløsningen under befruktning; også de som lar virus trenge gjennom vertsceller.

I tillegg er ionpumper omfattende protein som krysser Bilay.

Funksjoner

Den viktigste biologiske funksjonen til lipid Bilay. Uten denne fysiske avgrensningen mellom rommene, ville livet være umulig slik vi kjenner det.

Denne funksjonen er så viktig at praktisk talt alle levende vesener har en membran som består av et lipid -dobbeltlag. Unntaket er representert av noen arter av buer, der membranen er en lipidmonolag.

Lipid -dobbeltlag deltar i overføringen av interneuronal nerveimpuls. Nevroner er ikke fysisk knyttet til hverandre, men atskilt med en kort plass som kalles sinapsis. For å redde dette interneuronale rommet, er vesikler lastet med nevrotransmittere involvert.

Kan tjene deg: dyr som puster gjennom stomata

En annen dobbeltlagsfunksjon er å tjene som et strukturelt grunnlag eller støtte skjelett, som noen transportsystemer har vært sterkt samlet så vel som noen enzymer.

Organeller med lipid -dobbeltlag

I prokaryotene, lipid bilay.

-Organeller med to lipid -dobbeltlag

Kjerne

Cellulær organelle til stede i eukaryote celler og som inneholder det meste av det genetiske materialet organisert i kromosomer.

Atommembranen dannes av to lipid -biler atskilt med et rom som kalles perinuklear. Begge lagene kalles ekstern og indre kjernemembran og er differensiert av proteinsammensetningen.

Mitokondrier

Organo ansvarlig for cellulær respirasjon, som leveres av energien som er nødvendig for celleaktivitet. Den presenterer en dobbel membran, den glatte ytre og den brettede indre formende laminar eller digitiformkammen.

Funksjonen til slike bretter er å øke det indre overflatearealet, som er stedet der metabolske reaksjoner oppstår.

Mitokondrier. Tatt og redigert fra: ladyofhats [cc0].

Kloroplast

Organelle til stede i øvre planter og andre fotoautotrofe eukaryote organismer. Den presenterer to konsentriske lipid -bilays atskilt med et intermembranøst rom. Det ytre laget er mer porøst enn det indre på grunn av tilstedeværelsen av proteiner som kalles porinas.

-Organeller med en lipid -dobbeltlag

Bortsett fra plasmamembranen, som har blitt talt mye i denne artikkelen, har andre organeller, for eksempel endoplasmatisk retikulum, Golgi -apparatet og lysosomene et enkelt lipid -dobbeltlag.

Endoplasmatisk retikulum (RE)

Tilknyttede cytoplasmemembraner kompleks (re -rugged) eller ikke (glatt RE) til ribosomer, og som deltar i syntesen av lipider og fosfolipider (glatt RE) eller peptider og protein (Re -rugous), takket være ribosomer festet til veggene deres.

Golgi-apparatet

Kompleks av glatte veggmembraner som deltar i lagring, modifisering og emballasje av proteinstoffer.

Lysosomer

Vesikulære organeller som inneholder enzymer involvert i nedbrytningen av fremmedmaterialer. De ødelegger også ikke -nødvendige cellulære komponenter og til og med skadede eller døde celler.

applikasjoner

Den viktigste anvendelsen av lipid bicapas er lokalisert innen medisin. Liposomer er vesikulære strukturer avgrenset av lipid -dobbeltlag. De er kunstig dannet ved sonisk svingning av vandige suspensjoner av fosfoglyserider.

Hvis ioner eller molekyler er inkludert i den vandige suspensjonen, vil noen av disse elementene bli inneholdt inne i liposomene. Basert på disse prinsippene har medikamenter blitt innkapslet i løsning i liposomer.

De tilpassede liposomene av medikamenter leveres injisert til pasienten. En gang i interiøret reiser de gjennom blodsystemet, til du kommer til målstedet. I destinasjonen er innholdet ødelagt og utgitt.

Bruken av lipid bilapas som biosensorer for sykdomsdiagnose er også testet; så vel som for mulig påvisning av biologiske våpen. Til slutt er det testet med suksess for å bestemme medikamentpermeabilitet.

Referanser

1. ENTEN.S. Andersen, II Koeppe, og. Roger (2007). Bilagstykkelse og membranproteinfunksjon: Ane Energisk perspektiv. Årlig gjennomgang av biofysikk og biomolekylær struktur.
2. Lipid -dobbeltlag. I Ecured. Gjenopprettet fra Ecured.com.
3. Lipid -dobbeltlag. I Wikipedia. Gjenopprettet fra Wikipedia.org.
4. TIL. Lehninger (1978). Biokjemi. Omega Editions, S.TIL.
5. L. Stryer (1995). Biochemery. W.H. Freeman og Company, New York.
6. R.B. Gennis (1989). Biomembraner. Springer-Verlag.
7. M.S. Bretscher (1972). Asymmetrisk lipid -dobbeltlagsstruktur for biologiske membraner. Naturens ny biologi.