Alla celler är omgivna av ett cellmembran som bildar en barriär mellan cellen och dess omgivning. Detta membran kallas ofta för fosfolipiddubbelskiktet. Som du säkert förstår av namnet består ett fosfolipiddubbelskikt av två lager av lipider. Vätskehalten i detta membran måste hållas inom ett visst intervall för att cellen ska fungera korrekt. Det finns ett antal faktorer som bidrar till att påverka membranens fluiditet. Innan vi går igenom dessa faktorer börjar vi med en snabb genomgång av bilagrets struktur.
Fosfolipidbilagret består av två lager av lipider. Varje lipid innehåller en hydrofob (vattenavstötande) svans och ett hydrofilt (vattendragande) huvud. Lipiderna bildar ett dubbelskikt där de hydrofoba svansarna är vända inåt i dubbelskiktet och bildar ett hydrofobt område som delvis hålls samman av intermolekylära krafter mellan svansarna. De hydrofila huvudena bildar en hydrofil region på vardera sidan av tvåskiktet som kan interagera med de vattenrika miljöerna på vardera sidan av tvåskiktet.
Längden på fettsyrastjärten
Längden på fettsyrastjärten påverkar membranets fluiditet. Detta beror på att de intermolekylära interaktionerna mellan fosfolipidhalarna ger membranet styvhet. Som ett resultat av detta gäller att ju längre fosfolipidhalsarna är, desto fler interaktioner mellan svansarna är möjliga och desto mindre flytande blir membranet.
Temperatur
Med stigande temperatur ökar också fosfolipidbilagrets fluiditet. Vid lägre temperaturer har fosfolipiderna i bilaget inte lika mycket kinetisk energi och de grupperar sig tätare, vilket ökar de intermolekylära interaktionerna och minskar membranens fluiditet. Vid höga temperaturer sker den motsatta processen, fosfolipiderna har tillräckligt med kinetisk energi för att övervinna de intermolekylära krafter som håller ihop membranet, vilket ökar membranets fluiditet.
Cholesterolinnehållet i bilaget
Cholesterol har ett något mer komplicerat samband med membranets fluiditet. Man kan se det som en buffert som hjälper till att hålla membranets fluiditet från att bli för hög eller för låg vid höga och låga temperaturer.
Vid låga temperaturer tenderar fosfolipiderna att klumpa ihop sig, men steroiderna i fosfolipidbilagret fylls mellan fosfolipiderna, vilket stör deras intermolekylära växelverkan och ökar fluiditeten.
Vid höga temperaturer ligger fosfolipiderna längre ifrån varandra. I detta fall har kolesterolet i membranet motsatt effekt och drar ihop fosfolipiderna, vilket ökar de intermolekylära krafterna och minskar fluiditeten.
4. Graden av mättnad hos fettsyrornas svansar
Fosfolipidernas svansar kan vara mättade eller omättade. Termerna mättad och omättad hänvisar till om det finns dubbelbindningar mellan kolvätena i fettsyrastjärtarna eller inte. Mättade svansar har inga dubbelbindningar och har därför raka, oknutna svansar. Omättade svansar har dubbelbindningar och har därför krokiga, knäckta svansar.
Som du kan se ovan är mättade fettsyrors svansar arrangerade på ett sätt som maximerar interaktionerna mellan svansarna. Dessa interaktioner minskar bilagerets fluiditet. Omättade fettsyror, å andra sidan, har större avstånd mellan svansarna och därmed färre intermolekylära interaktioner och mer membranvätska.
Sammanfattningsvis!
Vill du komma i kontakt med en biologiinstruktör i Boston, New York eller på nätet?
Vill du läsa mer från Eden?