Všechny buňky jsou obklopeny buněčnou membránou, která tvoří bariéru mezi buňkou a jejím okolím. Tato membrána se často označuje jako fosfolipidová dvojvrstva. Jak asi poznáte z názvu, fosfolipidová dvojvrstva je tvořena dvěma vrstvami lipidů. Aby buňka správně fungovala, musí být tekutost této membrány udržována v určitém rozmezí. Fluiditu membrány ovlivňuje řada faktorů. Než si tyto faktory rozebereme, začněme rychlým přehledem struktury dvojvrstvy.
Fosfolipidová dvojvrstva se skládá ze dvou vrstev lipidů. Každý lipid obsahuje hydrofobní (vodu odpuzující) ocas a hydrofilní (vodu přitahující) hlavu. Lipidy se zformují do dvojvrstvy, přičemž hydrofobní ocásky směřují do nitra dvojvrstvy a vytvářejí hydrofobní oblast, kterou částečně drží pohromadě mezimolekulární síly mezi ocásky. Hydrofilní hlavy tvoří hydrofilní oblast na obou stranách dvojvrstvy, která může interagovat s prostředím bohatým na vodu na obou stranách dvojvrstvy.
Délka ocasu mastné kyseliny
Délka ocasu mastné kyseliny ovlivňuje tekutost membrány. Je to proto, že mezimolekulární interakce mezi ocasy fosfolipidů dodávají membráně tuhost. Výsledkem je, že čím delší jsou fosfolipidové ocásky, tím více interakcí mezi ocásky je možných a tím méně je membrána tekutá.
Teplota
S rostoucí teplotou roste i tekutost fosfolipidové dvojvrstvy. Při nižších teplotách nemají fosfolipidy v dvojvrstvě tolik kinetické energie a shlukují se těsněji k sobě, což zvyšuje mezimolekulární interakce a snižuje fluiditu membrány. Při vysokých teplotách dochází k opačnému procesu, fosfolipidy mají dostatek kinetické energie, aby překonaly mezimolekulární síly držící membránu pohromadě, což zvyšuje fluiditu membrány.
Obsah cholesterolu v dvojvrstvě
Cholesterol má s fluiditou membrány poněkud komplikovanější vztah. Můžete si ho představit jako nárazník, který pomáhá udržet tekutost membrány před příliš vysokým nebo nízkým stupněm při vysokých a nízkých teplotách.
Při nízkých teplotách mají fosfolipidy tendenci shlukovat se k sobě, ale steroidy ve fosfolipidové dvojvrstvě vyplňují prostor mezi fosfolipidy, čímž narušují jejich mezimolekulární interakce a zvyšují tekutost.
Při vysokých teplotách jsou fosfolipidy dále od sebe. V tomto případě má cholesterol v membráně opačný účinek a přitahuje fosfolipidy k sobě, čímž zvyšuje mezimolekulární síly a snižuje tekutost.
4. Vlivem cholesterolu v membráně dochází ke snížení tekutosti. Stupeň nasycení ocásků mastných kyselin
Ocásky fosfolipidů mohou být nasycené nebo nenasycené. Termíny nasycený a nenasycený se vztahují k tomu, zda jsou mezi uhlíky v ocáskách mastných kyselin přítomny dvojné vazby. Nasycené ocasy nemají žádné dvojné vazby a v důsledku toho mají rovné, nepřehnuté ocasy. Nenasycené ocasy mají dvojné vazby a v důsledku toho mají křivé, zalomené ocasy.
Jak vidíte výše, nasycené ocasy mastných kyselin jsou uspořádány způsobem, který maximalizuje interakce mezi ocasy. Tyto interakce snižují fluiditu dvojvrstvy. Nenasycené mastné kyseliny mají naopak mezi ocásky větší vzdálenost, a tím pádem méně mezimolekulárních interakcí a větší tekutost membrány.
Shrnuto a podtrženo!
Chcete se spojit s učitelem biologie v Bostonu, New Yorku nebo online?
Chcete si přečíst více od Edena?