Ciri -ciri Lipid Bilapa, Struktur, Fungsi

The Lipid bilayer Ia adalah membran laminar nipis, bimolecular, lipid amphipatic, iaitu, ia mengandungi bahagian hidrofobik dan bahagian hidrofilik lain. Ia mempunyai kebolehtelapan yang sangat rendah untuk ion, dan juga untuk kebanyakan molekul larut air, namun ia sangat telap ke air.

Dalam larutan akueus, lipid kutub, seperti fosfogliserida. Dalam struktur ini, kepala lipid kutub, yang hidrofilik, diarahkan secara luaran untuk berhubung dengan air, manakala ekor (hidrofobik) semuanya diatur pada ujungnya.

Diagram susunan lipid yang mungkin di pinggir liang melalui lipid bilayer. Diambil dan diedit dari: mdougm [domain awam].

Makhluk hidup mempunyai membran sel yang dibentuk terutamanya oleh fosfolipid dan glikolipid yang membentuk lipid bilayer. Bilayer ini merupakan penghalang kebolehtelapan yang membolehkan mengawal kandungan dalaman garam dan elektrolit sel. Untuk dapat mencapai ini, mereka mempunyai struktur yang dipanggil pam ion.

Para saintis pertama yang mencadangkan model bilap lipid untuk membran sel adalah doktor evert dan f. Grendel (1925), dari University of Leiden, Holland, model yang disahkan pada tahun 1950 melalui kajian mikroskopi elektronik.

Terdapat beberapa penggunaan bicapas lipid semasa dan berpotensi, tetapi setakat ini, yang paling berjaya secara komersil adalah penggunaan vesikel tiruan (liposom) dalam bidang perubatan, untuk pentadbiran ubat -ubatan kepada pesakit kanser.

[TOC]

Ciri -ciri

Lipid bilayers adalah laminar, struktur yang sangat nipis dan rapuh, yang menunjukkan ciri -ciri biologi penting seperti:

Kebolehtelapan

Salah satu ciri utama lipid bilayer adalah kebolehtelapan selektifnya. Memang, membran ini sangat kalis air untuk ion dan kebanyakan molekul kutub, air menjadi pengecualian penting, kerana ia dapat dengan mudah menyeberangi membran.

Contoh kebolehtelapan selektif ini adalah natrium dan kalium, yang ionnya melalui membran lebih dari satu juta kali lebih perlahan daripada air. Sebaliknya, Indol, sebatian organik heterosiklik, melintasi membran pada kelajuan seribu kali lebih tinggi daripada tryptophan, molekul lain yang serupa dengan struktur ini.

Malah sebelum sifat ganda membran diketahui, saintis Charles Overton berkata (1901) bahawa pekali kebolehtelapan molekul saiz secara langsung berkaitan dengan kelarutan relatif yang mereka sampaikan dalam pelarut organik dan di dalam air.

Asimetri

Setiap lapisan yang membentuk membran secara struktural dan berbeza dari yang lain. Contoh fungsional asimetri ini ialah pam natrium - kalium. Pam ini terdapat dalam membran plasma sebahagian besar sel organisma yang lebih tinggi.

Bom na⁺ - K⁺ Ia berorientasikan sedemikian rupa sehingga ia mengeluarkan na⁺ di dalam sel, sambil memperkenalkan k ion⁺. Di samping itu, cara pengangkutan ini memerlukan tenaga dalam bentuk ATP untuk pengaktifan dan hanya boleh digunakan jika ada di dalam sel.

Komponen setiap lapisan juga berbeza, protein membran disintesis dan dimasukkan secara asimetrik ke dalam bilay glucolipids.

Boleh melayani anda: Crocodylus acutus

Dalam kes erythrocytes, contohnya, sphylingomyeline dan phosphatidylcolin terletak di lapisan luar membran, manakala phosphatidyletalamine dan phosphatidylserine adalah dalaman. Kolesterol adalah konstituen, bagaimanapun, kedua -dua lapisan.

Salah satu punca asimetri dalam pengagihan fosfolipid adalah bahawa kebanyakan konstituen ini disintesis dalam sel dan oleh itu pada mulanya dimasukkan ke dalam lapisan dalaman, dan oleh itu sebahagian daripada mereka akan berhijrah ke lapisan luar dengan bantuan beberapa enzim yang dipanggil yang dipanggil Flipasas.

Kefasihan

Lipid Bilays bukan struktur tegar, tetapi sebaliknya, mereka adalah struktur cecair dan dinamik, di mana lipid dan banyak protein secara moral secara moral secara moral.

Lipid tersebar secara lisan dalam membran pada kelajuan purata 2 μm sesaat. Sementara itu, anjakan protein dalam bilayers, mungkin berbeza -beza bergantung kepada jenis protein; Walaupun ada yang secepat lipid, yang lain hampir tidak bergerak.

Penyebaran melintang, juga dipanggil Flip-Flop, sebaliknya, jauh lebih perlahan untuk lipid, dan tidak pernah diperhatikan dalam protein.

Sebaliknya, ketidakstabilan membran boleh berbeza -beza bergantung kepada urutan relatif asid lemak lipid. Apabila semua asid lemak diperintahkan, bilay.

Perubahan ini mungkin disebabkan oleh variasi suhu; Peralihan dari pepejal ke keadaan bendalir berlaku secara tiba -tiba apabila suhu melebihi ambang yang dikenali sebagai suhu lebur, yang bergantung kepada panjang rantai asid lemak, serta tahap ketidakpatuhannya.

Lipid konstituen membran adalah sifat yang berbeza dan oleh itu, mereka dapat membentangkan suhu lebur yang berbeza. Oleh sebab itu, pada suhu yang berbeza mereka dapat wujud bersama fasa pepejal dan cecair dalam bilayer yang sama.

Ciri -ciri lain

Bilayers lipid, terima kasih kepada interaksi kovalen dan daya menarik van der waals, mempunyai kecenderungan untuk menjadi luas, dan juga untuk menutup diri mereka sehingga tidak ada ekstrem terdedah yang melampau. Keupayaannya untuk diri sendiri juga bersifat, kerana kekurangan kesinambungan tidak sesuai dengan strukturnya.

Struktur

Terdapat model yang berbeza untuk menerangkan struktur lipid bilayer:

Model Davson dan Danielli

Ia dicadangkan pada tahun 1935, dan berpendapat bahawa membran mengandungi fasa hidrokarbon yang berterusan, yang disediakan oleh lipid konstituen membran.

Model membran sel Davson dan Danielli. Diambil dan diedit dari: Miguelferig [Domain Awam].

Model membran kesatuan

Didirikan oleh j.D. Robertson, hipotesis ini adalah pengubahsuaian model Davson dan Danielli. Dia mengumumkan bahawa membran unit terdiri daripada lapisan dua lipid polar campuran.

Lipid ini berorientasikan dengan rantai hidrokarbon ke dalam, membentuk lapisan hidrokarbon yang berterusan, sementara kepala hidrofilik menunjuk ke arah yang bertentangan.

Di samping itu, membran kesatuan ini dilindungi oleh kedua -dua belah pihak dengan lapisan mudah molekul protein yang diatur.

Model globular

Juga dikenali sebagai model subuniti. Menurut model ini, membran akan dibentuk oleh mozek subunit berulang lipoprotein antara 4.0 dan 9.0 nm.

Boleh melayani anda: Hammer Head Bat: Ciri -ciri, Habitat, Pembiakan, Makanan

Model Mosaic Fluid

Dicadangkan oleh s.J. Penyanyi dan g.L. Nicholson pada tahun 1972 dan merupakan model yang paling diterima. Menurutnya, fosfolipid membran diperintahkan dalam lapisan berganda, membentuk matriks kristal cecair.

Molekul lipid individu, mengikut model ini, boleh perjalanan dengan bebas.

Protein yang merupakan sebahagian daripada bilayer, mengikut model, mestilah globular. Di samping.

Tahap penembusan protein globular dalam bilay.

Komposisi

Bilayers semulajadi terdiri daripada fosfolipid. Ini adalah sebatian yang berasal dari gliserol yang dicirikan dengan mempunyai kepala hidrofilik dan dua ekor hidrofobik.

Apabila fosfolipid bersentuhan dengan air dapat diatur dengan cara yang berbeza. Cara yang paling stabil adalah seperti bilayer dengan ekor berorientasikan pedalaman dan kepala di luar bilayer.

Glikolipid juga merupakan sebahagian daripada bilayer lipid. Sebatian ini, seperti namanya, adalah lipid yang dikaitkan dengan gula, yang diperolehi dalam kes haiwan sebatian yang dikenali sebagai sphingocin.

Satu lagi penyusun penting membran adalah kolesterol, lipid yang tidak dapat ditiru. Ia hadir di lapisan dalaman dan luaran bilayer. Ia lebih banyak dalam membran plasma daripada membran organel.

Membran juga mempunyai banyak jenis protein, yang boleh terdiri daripada dua jenis, ekstrinsik atau intrinsik. Protein ekstrinsik atau periferal dikaitkan dengan kesatuan longgar ke membran dan dengan mudah boleh memisahkannya dari mereka.

Protein intrinsik atau integral sangat dikaitkan dengan bilay. Mereka mewakili kira -kira 70% protein membran. Sebilangan daripada mereka mempunyai fungsi isyarat dari luar sel dan penghantarannya ke dalam.

Protein lain dikaitkan dengan gabungan dua bilayer yang berbeza. Antaranya adalah yang membolehkan kesatuan sperma dengan ovule semasa persenyawaan; juga yang membolehkan virus menembusi sel tuan rumah.

Di samping itu, pam ion adalah protein komprehensif yang melintasi Bilay.

Fungsi

Fungsi biologi utama lipid bilay. Tanpa perselisihan fizikal antara petak, kehidupan tidak mustahil seperti yang kita ketahui.

Fungsi ini sangat penting sehingga hampir semua makhluk hidup mempunyai membran yang dibentuk oleh lipid bilayer. Pengecualian diwakili oleh beberapa spesies gerbang, di mana membran adalah monolayer lipid.

Bilayers lipid mengambil bahagian dalam penghantaran impuls saraf interneuronal. Neuron tidak berkaitan secara fizikal antara satu sama lain, tetapi dipisahkan oleh ruang pendek yang disebut sinapsis. Untuk menyelamatkan ruang interneuronal ini, vesikel yang dimuatkan dengan neurotransmitter terlibat.

Boleh melayani anda: haiwan yang bernafas melalui stomata

Satu lagi fungsi bilayer adalah untuk berfungsi sebagai asas struktur atau menyokong kerangka, yang mana beberapa sistem pengangkutan telah bersatu padu dan juga beberapa enzim.

Organel dengan lipid bilayer

Dalam prokariot, lipid bilay.

-Organel dengan dua bilayers lipid

Teras

Organelle selular hadir dalam sel eukariotik dan mengandungi kebanyakan bahan genetik yang dianjurkan dalam kromosom.

Membran nuklear dibentuk oleh dua lipid bilay yang dipisahkan oleh ruang yang dipanggil perinuklear. Kedua -dua lapisan dipanggil membran nuklear luaran dan dalaman dan dibezakan oleh komposisi proteinnya.

Mitokondria

Organo yang bertanggungjawab terhadap pernafasan sel, yang dibekalkan oleh tenaga yang diperlukan untuk aktiviti sel. Ia membentangkan membran berganda, luaran luaran dan laminar pembentukan dalaman yang lancar dan dilipat.

Fungsi lipatan sedemikian adalah untuk meningkatkan kawasan permukaan dalaman, yang merupakan tempat di mana reaksi metabolik berlaku.

Mitokondria. Diambil dan diedit dari: Ladyofhats [CC0].

Chloroplast

Organelle hadir di tumbuhan atas dan organisma eukariotik fotoutotropik lain. Ia membentangkan dua lipid sepusat yang dipisahkan oleh ruang intermembranous. Lapisan luar lebih berliang daripada dalaman kerana kehadiran protein yang disebut porinas.

-Organel dengan lipid bilayer

Selain daripada membran plasma, yang telah dituturkan secara meluas dalam artikel ini, organel lain, seperti retikulum endoplasma, alat Golgi dan lisosom mempunyai satu bilayer lipid tunggal.

Retikulum endoplasma (semula)

Kompleks membran sitoplasma yang berkaitan (re -rugged) atau tidak (lancar re) ke ribosom, dan yang mengambil bahagian dalam sintesis lipid dan fosfolipid (licin re) atau peptida dan protein (re rugous), terima kasih kepada ribosom yang dilampirkan pada dinding mereka.

Alat Golgi

Kompleks membran dinding licin yang mengambil bahagian dalam penyimpanan, pengubahsuaian dan pembungkusan bahan protein.

Lysosomas

Organel vesikular yang mengandungi enzim yang terlibat dalam kemerosotan bahan asing. Mereka juga merendahkan komponen selular yang tidak diperlukan dan sel -sel yang rosak atau mati.

Aplikasi

Aplikasi utama lipid bicapas terletak di bidang perubatan. Liposoma adalah struktur vesikular yang dibatasi oleh bilayers lipid. Mereka dibentuk secara buatan oleh ayunan sonik penggantungan fosfogliserida berair.

Sekiranya ion atau molekul dimasukkan ke dalam penggantungan berair, maka beberapa elemen ini akan terkandung di dalam liposom. Berdasarkan prinsip -prinsip ini, ubat -ubatan telah dikemas dalam larutan dalam liposom.

Liposom yang berpuas hati dengan ubat -ubatan dibekalkan kepada pesakit. Sekali di pedalamannya mereka mengembara melalui sistem darah, sehingga anda sampai ke tempat sasaran. Di destinasi kandungan mereka rosak dan dibebaskan.

Penggunaan lipid bilapas seperti biosensor untuk diagnosis penyakit juga telah diuji; serta kemungkinan pengesanan senjata biologi. Akhirnya, ia telah berjaya diuji untuk menentukan kebolehtelapan dadah.

Rujukan

1. Sama ada.S. Andersen, II Koeppe, dan. Roger (2007). Ketebalan bilayer dan fungsi protein membran: perspektif energik ane. Kajian Tahunan Biofizik dan Struktur Biomolekul.
2. Lipid bilayer. Dalam Ecured. Pulih dari ekor.com.
3. Lipid bilayer. Di Wikipedia. Pulih dari Wikipedia.org.
4. Ke. Lehninger (1978). Biokimia. Edisi omega, s.Ke.
5. L. Stryer (1995). Biokimery. W.H. Freeman dan Syarikat, New York.
6. R.B. Gennis (1989). Biomembran. Springer-Verlag.
7. M.S. Bretscher (1972). Struktur bilayer lipid asimetrik untuk membran biologi. Alam Biologi Baru.