Lipidische Bilapa -Eigenschaften, Struktur, Funktionen

Der Lipiddoppelschicht Es handelt. Es hat eine sehr geringe Durchlässigkeit für Ionen sowie für die meisten wasserlöslichen Moleküle, es ist jedoch für Wasser sehr durchlässig.

In wässrigen Lösungen polare Lipide wie Phosphoglycerid. In diesen Strukturen werden die köpfigen polaren Lipide, die hydrophil sind.

Diagramm möglicher Lipidanordnungen am Rand einer Pore durch einen Lipiddoppelschicht. Genommen und bearbeitet von: mdougm [Public Domain].

Lebewesen haben Zellmembranen, die hauptsächlich aus Phospholipiden und Glykolipiden bestehen, die eine Lipiddoppelschicht bilden. Diese Doppelschicht stellt eine Permeabilitätsbarriere dar, die es ermöglicht, den inneren Gehalt an Salzen und Zellelektrolyten zu regulieren. Um dies erreichen zu können, haben sie Strukturen, die als Ionenpumpen bezeichnet werden.

Die ersten Wissenschaftler, die das Lipid -Bilap -Modell für Zellmembranen vorschlagen, waren Ärzte Evert Gorter und F. Grendel (1925) von der University of Leiden, Holland, ein Modell, das 1950 durch elektronische Mikroskopiestudien bestätigt wurde.

Es gibt mehrere aktuelle und potenzielle Verwendungen von Lipid -Bicapas, aber bisher erfolgreichsten kommerziell gesehen waren künstliche Vesikel (Liposomen) in der Medizin zur Verabreichung von Arzneimitteln an Krebspatienten.

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Eigenschaften

Lipiddoppelschichten sind laminare, sehr dünne und fragile Strukturen, die einige biologisch wichtige Eigenschaften aufweisen, wie z. B.:

Permeabilität

Eine der Haupteigenschaften der Lipiddoppelschicht ist die selektive Durchlässigkeit. In der Tat sind diese Membranen für Ionen und die meisten polaren Moleküle sehr wasserdicht, wobei Wasser eine wichtige Ausnahme ist, da es leicht die Membran überqueren kann.

Ein Beispiel für diese selektive Permeabilität ist Natrium und Kalium, deren Ionen mehr als ein Million Mal langsamer als Wasser durch die Membran gehen. Andererseits überquert das Indol, eine heterocyclische organische Verbindung.

Noch bevor die doppelte Natur der Membran bekannt ist.

Asymmetrie

Jede der Schichten, die die Membran ausmachen. Ein funktionelles Beispiel für diese Asymmetrie ist die Natrium -Kaliumpumpe. Diese Pumpe ist in der Plasmamembran der überwiegenden Mehrheit der höheren Organismuszellen vorhanden.

Na Bombe⁺ - K⁺ Es ist so ausgerichtet, dass es na ausstrahlt⁺ In der Zelle, während er Kionen einführt⁺. Darüber hinaus benötigt dieses Transportmittel Energie in Form von ATP für die Aktivierung und kann nur verwendet werden, wenn es sich in der Zelle befindet.

Die Komponenten jeder Schicht sind ebenfalls unterschiedlich, die Membranproteine ​​werden synthetisiert und asymmetrisch in den Bilay von Glucolipiden eingeführt.

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Im Fall von Erythrozyten befinden sich beispielsweise Spylingomyeline und Phosphatidylcoline in der äußeren Schicht der Membran, während Phosphatidyletalamin und Phosphatidylserin intern sind. Cholesterin ist jedoch Bestandteil beider Schichten.

Eine der Ursachen für die Asymmetrie bei der Verteilung von Phospholipiden besteht darin Flipasas.

Fließende

Lipidbilays sind keine starren Strukturen, sondern im Gegenteil.

Lipide verbreiten sich seitlich in der Membran mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 2 µm pro Sekunde. Die laterale Verschiebung von Proteinen in Doppelschichten kann je nach Art des Proteins variieren. Während einige so schnell wie Lipide sind, bleiben andere praktisch bewegungslos.

Die transversale Diffusion, auch Flip-Flop genannt.

Andererseits kann die Fluidität der Membran je nach relativer Reihenfolge von Lipidfettsäuren variieren. Wenn alle Fettsäuren bestellt werden, Bilay.

Diese Änderungen können auf Temperaturschwankungen zurückzuführen sein; Der Übergang von fest zu Flüssigkeitszustand tritt abrupt auf, wenn die Temperatur einen als Schmelztemperatur bezeichneten Schwellenwert überschreitet.

Konstituierende Lipide der Membran sind unterschiedlich und können unterschiedliche Schmelztemperaturen aufweisen. Aus diesem Grund können sie bei verschiedenen Temperaturen feste und flüssige Phasen in derselben Doppelschicht koexistieren.

Andere Eigenschaften

Die Lipiddoppelschichten sind dank kovalenter Wechselwirkungen und attraktiven Kräfte von Van der Waals die Tendenz, umfangreich zu sein und in sich selbst zu schließen, damit es keine extrem exponierten Extreme gibt. Seine Fähigkeit zum Selbstreturn ist ebenfalls charakteristisch, da ein Mangel an Kontinuität für seine Struktur nicht energisch günstig ist.

Struktur

Es gibt verschiedene Modelle, um die Struktur der Lipiddoppelschicht zu erklären:

Davson und Danielli Model

Es wurde 1935 vorgeschlagen und argumentiert, dass die Membranen eine kontinuierliche Kohlenwasserstoffphase enthalten, die durch Konstituierende Lipide der Membran bereitgestellt wird.

Davson und Danielli Cell Membranmodell. Genommen und bearbeitet von: MiguFerig [Public Domain].

Einheitliche Membranmodell

Errichtet durch j.D. Robertson, diese Hypothese ist eine Modifikation des Davson- und Danielli -Modells. Er postulierte, dass die Einheitsmembran aus einer doppelten Schicht gemischter polare Lipide bestand.

Diese Lipide wurden mit den Kohlenwasserstoffketten nach innen ausgerichtet und bildeten eine kontinuierliche Kohlenwasserstoffschicht, während die hydrophilen Köpfe in die entgegengesetzte Richtung zeigten.

Zusätzlich wurde diese einheitliche Membran von beiden Seiten von einer einfachen Schicht von Proteinmolekülen erweitert bedeckt.

Globuläres Modell

Auch als Untergangsmodell bekannt. Nach diesem Modell würden die Membranen aus einem Mosaik von sich wiederholenden Untereinheiten von Lipoproteinen zwischen 4,0 und 9,0 nm bestehen.

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Fluid -Mosaikmodell

Wurde von s vorgeschlagen.J. Sänger und g.L. Nicholson im Jahr 1972 und ist das am meisten akzeptierte Modell. Daher werden Membranphospholipide in Doppelschichten geordnet, wodurch eine Matrix von Flüssigkeitskristallen bildet.

Einzelne Lipidmoleküle können nach diesem Modell frei reisen.

Die Proteine, die je nach Modell Teil der Doppelschicht sind, müssen kugelförmig sein. Darüber hinaus wären einige Proteine ​​teilweise in die Doppelschicht eingebettet, während andere völlig in diese getaucht wären.

Der Grad der Penetration von kugelförmigen Proteinen in Bilay.

Komposition

Natürliche Doppelschichten bestehen hauptsächlich aus Phospholipiden. Dies sind Verbindungen, die von Glycerin abgeleitet sind, die durch einen hydrophilen Kopf und zwei hydrophobe Schwänze gekennzeichnet sind.

Wenn Phospholipide mit Wasser in Kontakt kommen, können auf unterschiedliche Weise organisiert werden. Der stabilste Weg ist wie Doppelschicht mit Schwänzen im Landesinneren und Köpfen außerhalb des Doppelschichts.

Glykolipide sind ebenfalls Teil der Lipiddoppelschicht. Diese Verbindungen sind, wie der Name schon sagt.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Membran ist das Cholesterinspiegel, ein unklugbares Lipid. Es ist sowohl in der inneren als auch in der äußeren Schicht des Doppelschichts vorhanden. Es ist in der Plasmamembran häufiger als in der Membran der Organellen.

Die Membranen haben auch viele Arten von Protein, die zwei Arten sein können, extrinsisch oder intrinsisch. Extrinsische oder periphere Proteine ​​sind mit laxen Gewerkschaften der Membran assoziiert und können sie leicht von ihnen trennen.

Intrinsische oder integrale Proteine ​​sind stark mit Bilay verbunden. Sie machen etwa 70% der Membranproteine ​​aus. Einige von ihnen haben eine Funktion von Signalen von der Außenseite der Zelle und ihrer Übertragung im Inneren.

Andere Proteine ​​sind mit der Verschmelzung von zwei verschiedenen Doppelschichten verbunden. Unter ihnen befinden sich diejenigen, die die Vereinigung von Spermien während der Befruchtung mit den Eizellen ermöglichen. Auch diejenigen, die es Viren ermöglichen, Wirtszellen zu durchdringen.

Zusätzlich sind Ionenpumpen ein umfassendes Protein, das Bilay überschreitet.

Funktionen

Die biologische Hauptfunktion von Lipidbilay. Ohne diese körperliche Abgrenzung zwischen den Kompartimenten wäre das Leben unmöglich, wie wir es kennen.

Diese Funktion ist so wichtig, dass praktisch alle Lebewesen eine Membran haben, die von einem Lipiddoppelschicht besteht. Die Ausnahme wird durch einige Arten von Bögen dargestellt, in denen die Membran eine Lipidmonoschicht ist.

Lipiddoppelschichten nehmen an der Übertragung des interneuronalen Nervenimpulses teil. Neuronen sind nicht physisch miteinander verbunden, sondern durch einen kurzen Raum namens Sinapsis getrennt. Um diesen interneuronalen Raum zu retten, sind mit Neurotransmitter beladene Vesikel beteiligt.

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Eine andere Doppelschichtfunktion ist es, als strukturelle Basis oder Stützskelett zu dienen, zu der einige Transportsysteme sowohl vereint sind als auch einige Enzyme.

Organellen mit Lipiddoppelschicht

In den Prokaryoten das Lipid -Bilay.

-Organellen mit zwei Lipiddoppelschichten

Kern

In eukaryotische Zellen vorhandene Zellorganelle enthält die meisten in Chromosomen organisierten genetischen Materialien.

Die Kernmembran wird durch zwei Lipidbilays gebildet, die durch einen Raum namens Perinuklear getrennt sind. Beide Schichten werden als externe und interne Kernmembran bezeichnet und durch ihre Proteinzusammensetzung differenziert.

Mitochondrien

Organo verantwortlich für die Zellatmung, die durch die für die Zellaktivität erforderliche Energie geliefert wird. Es präsentiert eine doppelte Membran, das glatte äußere und gefaltete innere formende laminare oder digitiforme Kamm.

Die Funktion solcher Falten besteht darin, die innere Oberfläche zu erhöhen. Dies ist der Ort, an dem metabolische Reaktionen auftreten.

Mitochondrien. Genommen und bearbeitet von: Ladyofhats [CC0].

Chloroplast

Organelle in oberen Pflanzen und anderen photoautotrophen eukaryotischen Organismen vorhanden. Es präsentiert zwei konzentrische Lipidbilays, die durch einen intermembranösen Raum getrennt sind. Die äußere Schicht ist aufgrund des Vorhandenseins von Proteinen, die Porinas genannt werden.

-Organellen mit einer Lipiddoppelschicht

Abgesehen von der Plasmamembran, die in diesem Artikel weit verbreitet wurde.

Endoplasmatisches Retikulum (RE)

Assoziiertes Zytoplasma -Membranenkomplex (re -re -reatged) oder nicht (glatt) zu Ribosomen und die an der Synthese von Lipiden und Phospholipiden (glatte RE) oder Peptide und Protein (Re Rugous) beteiligt, dank Ribosomen, die an ihren Wänden gebunden sind.

Golgi Apparat

Komplex der glatten Wandmembranen, die an der Lagerung, Modifikation und Verpackung von Proteinsubstanzen beteiligt sind.

Lysosomen

Vesikular Organellen, die Enzyme enthalten, die an der Verschlechterung von Fremdmaterialien beteiligt sind. Sie beeinträchtigen auch nicht notwendige zelluläre Komponenten und sogar beschädigte oder tote Zellen.

Anwendungen

Die Hauptanwendung von Lipid -Bicapas befindet sich im Bereich der Medizin. Liposomen sind vesikuläre Strukturen, die durch Lipiddoppelschichten abgenommen wurden. Sie werden künstlich durch eine Schallschwingung wässriger Suspensionen von Phosphoglyceriden gebildet.

Wenn Ionen oder Moleküle in der wässrigen Suspension enthalten sind, werden einige dieser Elemente in den Liposomen enthalten sein. Basierend auf diesen Prinzipien wurden Medikamente in Liposomen in Lösung eingekapselt.

Die anhaltenden Arzneimittelliposomen werden dem Patienten geliefert. Einmal im Innenraum reisen sie durch das Blutsystem, bis Sie den Zielplatz erreichen. Im Ziel ist ihr Inhalt kaputt und veröffentlicht.

Die Verwendung von Lipidbilapas wie Biosensoren zur Diagnose der Krankheit wurde ebenfalls getestet. sowie für die mögliche Erkennung biologischer Waffen. Schließlich wurde erfolgreich getestet, um die Arzneimittelpermeabilität zu bestimmen.

Verweise

1. ENTWEDER.S. Andersen, II Koeppe und. Roger (2007). Doppelschichtdicke und Membranproteinfunktion: Ane energetische Perspektive. Jährliche Überprüfung der Biophysik und Biomolekularstruktur.
2. Lipiddoppelschicht. In ecured. Von ecured geborgen.com.
3. Lipiddoppelschicht. In Wikipedia. Von Wikipedia geborgen.Org.
4. ZU. Lehninger (1978). Biochemie. Omega -Ausgaben, s.ZU.
5. L. Stryer (1995). Biochemerie. W.H. Freeman und Company, New York.
6. R.B. Gennis (1989). Biomembranen. Springer-Verlag.
7. M.S. Bretscher (1972). Asymmetrische Lipiddoppelschichtstruktur für biologische Membranen. Nature neue Biologie.