Minden sejtet sejtmembrán vesz körül, amely gátat képez a sejt és környezete között. Ezt a membránt gyakran foszfolipid kettősrétegnek nevezik. Amint valószínűleg a nevéből is kiderül, a foszfolipid kettősréteg két lipidrétegből áll. Ennek a membránnak a fluiditását egy bizonyos tartományon belül kell tartani ahhoz, hogy a sejt megfelelően működjön. A membrán fluiditását számos tényező befolyásolja. Mielőtt áttekintjük ezeket a tényezőket, kezdjük a kettősréteg szerkezetének gyors áttekintésével.
A foszfolipid kettősréteg két lipidrétegből áll. Minden lipid tartalmaz egy hidrofób (víztaszító) farkat és egy hidrofil (vízvonzó) fejet. A lipidek kétréteggé állnak össze úgy, hogy a hidrofób végek a kétréteg belseje felé néznek, és egy hidrofób régiót alkotnak, amelyet részben a végek közötti intermolekuláris erők tartanak össze. A hidrofil fejek a kettősréteg mindkét oldalán hidrofil régiót alkotnak, amely kölcsönhatásba léphet a kettősréteg mindkét oldalán lévő vízben gazdag környezettel.
A zsírsavfarok hossza
A zsírsavfarok hossza befolyásolja a membrán folyékonyságát. Ennek oka, hogy a foszfolipidfarok közötti intermolekuláris kölcsönhatások merevséget kölcsönöznek a membránnak. Ennek következtében minél hosszabbak a foszfolipidvégek, annál több kölcsönhatás lehetséges a végek között, és annál kevésbé lesz folyékony a membrán.
Hőmérséklet
A hőmérséklet növekedésével a foszfolipid kettősréteg folyékonysága is csökken. Alacsonyabb hőmérsékleten a foszfolipidek a kettősrétegben nem rendelkeznek annyi kinetikus energiával, és szorosabban csoportosulnak, ami növeli a molekulák közötti kölcsönhatásokat és csökkenti a membrán fluiditását. Magas hőmérsékleten az ellenkező folyamat játszódik le, a foszfolipideknek elegendő kinetikus energiájuk van ahhoz, hogy legyőzzék a membránt összetartó intermolekuláris erőket, ami növeli a membrán fluiditását.
A kettősréteg koleszterintartalma
A koleszterin és a membrán fluiditása némileg bonyolultabb kapcsolatban áll. Gondolhatunk rá úgy, mint egy pufferre, amely segít megakadályozni, hogy a membrán fluiditása magas és alacsony hőmérsékleten túl magas vagy túl alacsony legyen.
Az alacsony hőmérsékleten a foszfolipidek hajlamosak egymáshoz csoportosulni, de a foszfolipid kettősrétegben lévő szteroidok kitöltik a foszfolipidek között, megzavarva a molekulák közötti kölcsönhatásaikat és növelve a fluiditást.
A magas hőmérsékleten a foszfolipidek távolabb vannak egymástól. Ebben az esetben a membránban lévő koleszterin ellentétes hatást fejt ki, és összehúzza a foszfolipideket, növelve a molekulák közötti erőket és csökkentve a fluiditást.
4. A foszfolipidek a membránban lévő koleszterinnel ellentétes hatást fejtenek ki. A zsírsavak farkának telítettségi foka
A foszfolipidek farkai lehetnek telítettek vagy telítetlenek. A telített és telítetlen kifejezések arra utalnak, hogy a zsírsavvégek szénatomjai között vannak-e kettős kötések vagy sem. A telített farkak nem tartalmaznak kettős kötéseket, és ennek következtében egyenes, görbületmentes farkakkal rendelkeznek. A telítetlen farkak kettős kötésekkel rendelkeznek, és ennek következtében görbe, elgörbült farkuk van.
Amint fentebb látható, a telített zsírsavak farkai úgy helyezkednek el, hogy a farkak közötti kölcsönhatások maximálisak legyenek. Ezek a kölcsönhatások csökkentik a kettősréteg folyékonyságát. A telítetlen zsírsavak viszont nagyobb távolságot tartanak a farkak között, így kevesebb a molekulák közötti kölcsönhatás és nagyobb a membrán fluiditása.
Összefoglalva!
Bostonban, New Yorkban vagy online szeretne biológiatanárt fogadni?
Még többet szeretne olvasni Edenről?