생체막은 매우 동적 인 구조이며, 주로 지질 자연의 모든 생명체의 세포의 일부를 선택적. 본질적으로, 그들은 세포에 들어오고 나갈 수있는 것을 통제 된 방식으로 결정하는 것 외에도 생명과 세포 외 공간 사이의 경계를 설정하는 책임이 있습니다.
막의 특성 (예 : 유동성 및 투과성)은 지질 유형, 이러한 분자의 포화도 및 길이에 의해 직접 결정됩니다. 각 유형의 세포에는 지질, 단백질 및 탄수화물의 특징적인 구성을 가진 막이있어 기능을 수행 할 수 있습니다.
출처 : 파생물 : Dhatfield (토론) Cell_membrane_detailed_diagram_3.svg : * 파생물 : Dhatfield (토론) Cell_membrane_detailed_diagram.svg : LadyofHats Mariana Ruiz
구조
생물학적 막의 구조를 설명하기 위해 현재 승인 된 모델을 "유체 모자이크"라고합니다. 1972 년 연구원 S. Jon Singer와 Garth Nicolson이 개발했습니다.
모자이크는 서로 다른 이기종 요소의 결합입니다. 막의 경우 이러한 요소는 다양한 유형의 지질과 단백질로 구성됩니다. 이러한 구성 요소는 정적이 아닙니다. 반대로, 막은 지질과 단백질이 지속적으로 움직이는 극히 역동적 인 특징이 있습니다. '
어떤 경우에는 단백질이나 막을 형성하는 지질에 고정 된 탄수화물을 찾을 수 있습니다. 다음으로 멤브레인의 주요 구성 요소를 살펴 보겠습니다.
-지질
지질은 탄소 사슬로 구성된 생물학적 고분자로, 주요 특징은 물에 불용성입니다. 여러 생물학적 기능을 수행하지만 가장 뛰어난 것은 막에서 구조적 역할입니다.
생물학적 막을 형성 할 수있는 지질은 무극성 부분 (물에 용해되지 않음)과 극성 부분 (물에 용해 됨)으로 구성됩니다. 이러한 유형의 분자를 양친 매성이라고합니다. 이 분자는 인지질입니다.
지질은 물에서 어떻게 작용합니까?
인지질이 물과 접촉하면 극성 부분이 실제로 물과 접촉하는 부분입니다. 반대로 소수성 "꼬리"는 서로 상호 작용하여 액체를 빠져 나 가려고합니다. 용액에서 지질은 미셀 또는 지질 이중층의 두 가지 조직 패턴을 얻을 수 있습니다.
미셀은 지질의 작은 집합체로, 극성 머리는 물을 바라보며 그룹화되고 꼬리는 구 내부에서 함께 그룹화됩니다. 이름에서 알 수 있듯이 이중층은 두 개의 인지질 층으로 머리가 물을 향하고 각 층의 꼬리가 서로 상호 작용합니다.
이러한 형성은 자발적으로 발생합니다. 즉, 미셀 또는 이중층의 형성을 유도하는 데 에너지가 필요하지 않습니다.
이 양친 매성 특성은 의심 할 여지없이 특정 지질 중 가장 중요한데, 이는 생명의 구획화를 허용했기 때문입니다.
모든 멤브레인이 동일한 것은 아닙니다.
지질 구성 측면에서 모든 생물학적 막이 동일하지는 않습니다. 이들은 탄소 사슬의 길이와 그 사이의 포화도에 따라 다릅니다.
포화는 탄소 사이에 존재하는 결합의 수를 의미합니다. 이중 또는 삼중 결합이 있으면 사슬이 불포화됩니다.
막의 지질 구성은 그 특성, 특히 유동성을 결정합니다. 이중 또는 삼중 결합이있을 때 탄소 사슬은 "비틀어"공간을 만들고 지질 꼬리의 패킹을 감소시킵니다.
꼬임은 인접한 꼬리 (특히 van der Waals 상호 작용력)와의 접촉 표면을 줄여 장벽을 약화시킵니다.
대조적으로 사슬 포화도가 증가하면 반 데르 발스 상호 작용이 훨씬 강해져 멤브레인의 밀도와 강도가 증가합니다. 유사하게, 탄화수소 사슬의 길이가 증가하면 장벽의 강도가 증가 할 수 있습니다.
콜레스테롤은 4 개의 고리가 융합되어 형성되는 또 다른 유형의 지질입니다. 이 분자의 존재는 또한 막의 유동성과 투과성을 조절하는 데 도움이됩니다. 이러한 속성은 온도와 같은 외부 변수의 영향을받을 수도 있습니다.
-단백질
정상 세포에서 막 구성의 절반 미만이 단백질입니다. 이들은 여러 가지 방법으로 지질 매트릭스에 묻혀있는 것을 찾을 수 있습니다. 또는 주변에서 단백질의 일부만 지질에 고정됩니다.
단백질은 큰 친수성 분자가 선택적 장벽을 통과하는 데 도움이되는 채널 또는 운반체 (활성 또는 수동 경로의)로 일부 분자에 의해 사용됩니다. 가장 눈에 띄는 예는 나트륨-칼륨 펌프로 작동하는 단백질입니다.
-탄수화물
탄수화물은 위에서 언급 한 두 분자에 부착 될 수 있습니다. 그들은 일반적으로 세포 주변에서 발견되며 일반적인 세포 표시, 인식 및 의사 소통에서 역할을합니다.
예를 들어, 면역계의 세포는 이러한 유형의 표시를 사용하여 자신의 것과 이물질을 구별하므로 어떤 세포를 공격해야하고 어떤 세포를 공격해서는 안되는지 알 수 있습니다.
풍모
한계 설정
삶의 한계는 어떻게 설정됩니까? 생체막을 통해. 생물학적 기원의 막은 모든 형태의 생명체에서 세포 공간을 제한하는 역할을합니다. 이 구획화 속성은 살아있는 시스템의 생성에 필수적입니다.
이러한 방식으로 유기체에 최적 인 물질의 필요한 농도와 이동을 통해 세포 내부에 다른 환경이 생성 될 수 있습니다.
또한 생물학적 막은 세포 내부에 한계를 설정하여 미토콘드리아, 엽록체, 액포 등 진핵 세포의 전형적인 구획을 시작합니다.
선택성
살아있는 세포는 세포 외 환경과의 이온 교환 및 폐기물 배출과 같은 특정 요소의 지속적인 출입을 필요로합니다.
멤브레인의 특성으로 인해 특정 물질은 투과하고 다른 물질은 투과하지 않습니다. 이러한 이유로 막은 그 안에있는 단백질과 함께 물질과 환경의 교환을 조율하는 일종의 분자“게이트 키퍼”역할을합니다.
극성이 아닌 작은 분자는 문제없이 막을 통과 할 수 있습니다. 반대로 분자가 크고 극성이 클수록 통과의 어려움이 비례하여 증가합니다.
구체적인 예를 들자면 산소 분자는 염화물 이온보다 10 억 배 빠르게 생물학적 막을 통과 할 수 있습니다.
참고 문헌
- Freeman, S. (2016). 생물학. 피어슨.
- Kaiser, CA, Krieger, M., Lodish, H., & Berk, A. (2007). 분자 세포 생물학. WH Freeman.
- Peña, A. (2013). 세포막. 경제 문화 기금.
- Singer, SJ, & Nicolson, GL (1972). 세포막 구조의 유체 모자이크 모델. 과학, 175 (4023), 720-731.
- Stein, W. (2012). 세포막을 가로 지르는 분자의 이동. 엘스 비어.