Біомембрани структура і функції 1
Організація клітини. біомембрани
Біомембрани: структура та функції
Все біомембрани побудовані однаково; вони складаються з двох слоевліпідних молекул товщиною близько 6 нм, в які вбудовані білки. Деякі мембрани містять, крім того, вуглеводи. пов'язані з ліпідами і білками. Співвідношення ліпіди. білки. вуглеводи є характерним для клітини або мембрани і істотно варіює залежно від типу клітин або мембран (див. с. 218).
Компоненти мембран утримуються нековалентними зв'язками (див. С. 12), внаслідок чого вони мають лише відносною рухливістю, т. Е. Можуть дифундувати в межах ліпідного бішару. Плинність мембран залежить від ліпідного складу і температури навколишнього середовища. Зі збільшенням вмісту ненасичених жирних кислот плинність зростає, так як наявність подвійних зв'язків сприяє порушенню напівкристалічних мембранної структури. Рухливими є і мембранні білки. Якщо білки не закріплені в мембрані, вони «плавають» в ліпідному Біслі як в рідині. Тому кажуть, що біомембрани мають рідинно-мозаїчну структуру.
У той час як «дрейф» в площині мембрани відбувається досить легко, перехід білків із зовнішнього боку мембрани на внутрішню ( «шльопанці») неможливий, а перехід ліпідів відбувається вкрай рідко. Для «перескоку» ліпідів необхідні спеціальні білки транслокатора. Виняток становить холестерин, який може легко переходити з одного боку мембрани на іншу.
Б. Мембранні ліпіди
На малюнку схематично зображено біомембран. У мембранах містяться ліпіди трьох класів: фосфоліпіди, холестерин і гліколіпіди. Найбільш важлива група, фосфоліпіди, включає фосфатидилхолин (лецитин), фосфатидилетаноламін, фосфатидилсерин, фосфатіділінозіт і сфингомиелин (див. С. 56). Холестерин присутній у внутрішньоклітинних мембранах клітин тварин (за винятком внутрішньої мембрани мітохондрій). Гліколіпіди входять до складу багатьох мембран (наприклад, у зовнішній шар плазматичних мембран). До складу гліколіпідів входять вуглеводні функціональні групи (див. С. 92), які орієнтуються в водну фазу.
Ліпіди мембран є амфіфільних молекули з полярної гідрофільній головкою (блакитного кольору) і неполярних ліпофільною хвостом (жовтого кольору). У водному середовищі вони агрегує за рахунок гідрофобних взаємодій і вандерваальсова сил (див. Сс. 12. 34).
В. Мембранні білки
Протеїни можуть зв'язуватися з мембраною різним шляхом.
Інтегральні мембранні білки мають трансмембранні спіралізують (домени), які одноразово або багаторазово перетинають ліпідний бішар. Такі білки міцно пов'язані з ліпідним оточенням.
Периферичні мембранні білки утримуються на мембрані за допомогою ліпідного «якоря» (див. С. 230) і пов'язані з іншими компонентами мембрани; наприклад, вони часто бувають асоційовані з інтегральними мембранними білками.
У інтегральних мембранних білків фрагмент пептидного ланцюга, що перетинає ліпідний бішар, зазвичай складається з 21-25 переважно гідрофобних амінокислот, які утворюють праву # 945; -спіраль з 6 або 7 витками (трансмембранная спіраль).
Білки клітинної поверхні і деякі ліпідні молекули несуть ковалентно пов'язані вуглеводні компоненти, експоновані на зовнішній стороні мембрани. Ці глікопротеїни і гліколіпіди разом з додатковими непов'язаними гликопротеинами і полісахариди утворюють клітинну оболонку (гликокаликс) (див. С. 50).