Fosfolipidenbilayers vormen het plasmamembraan dat alle cellen omgeeft. De moleculen waaruit het celmembraan is opgebouwd worden fosfolipiden genoemd.
Fosfolipidenstructuur
Fosfolipiden zijn amfipathische moleculen. Dit betekent dat ze een hydrofiele, polaire fosfaatkop hebben en twee hydrofobe vetzuurstaarten. Deze componenten van de fosfolipiden zorgen ervoor dat ze zich oriënteren, zodat de fosfaatkop kan interageren met water en de vetzuurstaarten niet, waardoor ze een bilaag vormen. Deze rangschikking kan ook een bio-moleculair vel worden genoemd, omdat de hydrofobe staarten van elk afzonderlijk lipide vel op elkaar inwerken en zo een hydrofobe binnenkant vormen die als barrière voor de doorlaatbaarheid fungeert. De hydrofiele kop bestaat uit Gycerol en een fosfaatgroep – het is de fosfaatgroep die de kop hydrofiel maakt. De hydrofobe staart bestaat uit twee vetzuurketens, waarvan er één gewoonlijk een dubbele binding Cis (C=C) bevat. Deze dubbele binding veroorzaakt een “knik” in de staart die de pakkingsstructuur en de vloeibaarheid van de bilaag beïnvloedt. In plasmamembranen van zoogdieren komen 4 hoofdstructuren van fosfolipiden voor:
- fosfatidylethanolamine
- fosfatidylserine (negatief geladen)
- fosfatidylcholine
- sphingomyeline
Naast deze bevat het membraan nog verschillende andere soorten lipiden, zoals cholesterol en eiwitten. Deze moleculen dragen in belangrijke mate bij tot de massa van het membraan. Sommige van de vetzuren in de fosfolipidemoleculen zijn onverzadigd, met één of meer dubbele koolstof-koolstofbruggen in de koolwaterstofketen. Deze dubbele bindingen creëren een knik in de hydrofobe staarten. Deze knikken voorkomen dat aangrenzende fosfolipidemoleculen te dicht op elkaar gepakt worden, waardoor de vloeibaarheid van de bilaag toeneemt. De lengte van de vetzuurstaarten heeft ook een effect op de vloeibaarheid van de bilaag. Als de bilaag kortere vetzuurketens heeft, zullen deze minder snel aan elkaar “kleven” en minder dicht opeen gepakt zitten, waardoor de vloeibaarheid van het membraan toeneemt. De bilaag is zo gerangschikt dat de fosfolipidekoppen naar buiten gericht zijn en de vetzuurketens naar binnen, met cholesterol en eiwitten verspreid over het membraan. Deze structuur wordt als vloeibaar omschreven omdat de fosfolipiden langs het membraan kunnen diffunderen. De bilaag kan zich spontaan vormen in een waterige omgeving, wat betekent dat hij ook zelfdichtend is. Dit komt door de manier waarop de hydrofobe staart en de hydrofiele kop reageren wanneer zij in contact komen met water. De hydrofiele kop is oplosbaar in water omdat hij geladen of polair is. Hierdoor kan het elektrostatische krachten of waterstofbruggen vormen met de watermoleculen. De hydrofobe staart daarentegen is onoplosbaar in water omdat hij ongeladen en apolair is, wat betekent dat hij geen interacties kan aangaan met watermoleculen. Daarom worden de fosfolipiden bij de vorming van de bilaag zo gerangschikt dat de staarten zich in het midden van de bilaag bevinden en de koppen aan de buitenkant.
- Berg M, Stryer L en Tymoczko J. (2007) Biochemistry, 7th edition, New York: WH Freeman
- Molecular Biology of the Cell, Alberts et all, 5th edition, 2009, Garland Science, New York
- Bradley P en Calvert J. (2008) Compendium voor medische wetenschappen, 1e editie, Banbury: Scion Publishing Limited. (blz. 33-34)
- Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. (2012). Moleculaire biologie van de cel – Vijfde editie, New York: Garland Science
- Alberts A, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P, (2008) Molecular Biology of the Cell, 5th edition, New York: Garland Science
- Alberts, B (2008). Moleculaire biologie van de cel. 5e ed. New York: Garland Science. 622 – 624.
Geef een antwoord