Phospholipid bilayer

Phospholipid bilayers form the plasma membrane that surrounds all cells. Cząsteczki, które tworzą błonę komórkową nazywane są fosfolipidami.

Struktura fosfolipidów

Fosfolipidy są cząsteczkami amfipatycznymi. Oznacza to, że mają hydrofilową, polarną głowę fosforanową i dwa hydrofobowe ogony kwasów tłuszczowych. Te składniki fosfolipidów powodują, jest tak zorientowane, że głowa fosforanowa może oddziaływać z wodą, a ogony kwasów tłuszczowych nie, tworząc w ten sposób bilayer. Układ ten można również nazwać arkuszem biocząst – hydrofobowe ogony z każdego arkusza lipidowego oddziałują ze sobą, tworząc hydrofobowe wnętrze, które działa jak bariera przepuszczalności. Hydrofilowa główka składa się z Gycerolu i grupy fosforanowej – to właśnie grupa fosforanowa sprawia, że główka jest hydrofilowa. Ogon hydrofobowy składa się z dwóch łańcuchów kwasów tłuszczowych, z których jeden zawiera zwykle podwójne wiązanie Cis (C=C). To podwójne wiązanie powoduje „zagięcie” ogona, co wpływa na strukturę upakowania i płynność warstwy dwuwarstwowej. W błonach plazmatycznych ssaków można znaleźć 4 główne struktury fosfolipidów:

• fosfatydyloetanoloamina fosfatydyloseryna (naładowana ujemnie)
• w fosłynie
• fosfingomielina

Oprócz nich błona zawiera również różne inne rodzaje lipidów, takie jak cholesterolololololiny i białka. Cząsteczki te przyczyniają się w znacznym stopniu do masy błony. Niektóre z kwasów tłuszczowych w cząsteczkach fosfolipidów są nienasycone, z jednym lub więcej wiązań podwójnych węgiel-węgiel w łańcuchu węglowodorowym. Te podwójne wiązania tworzą załamania w hydrofobowych ogonach. Te zagięcia uniemożliwiają sąsiednim cząsteczkom fosfolipidów upakowanie się zbyt blisko siebie, co powoduje zwiększenie płynności dwuwarstwy. Długość ogonów kwasów tłuszczowych ma również wpływ na płynność warstwy dwuwarstwowej. Jeśli warstwa ma krótsze łańcuchy kwasów tłuszczowych, jest mniej prawdopodobne, że będą się one „kleić” do siebie i będą mniej ciasno upakowane razem, co zwiększa płynność błony. Warstwa dwuwarstwowa jest ułożona tak, że główki fosfolipidów są skierowane na zewnątrz, a łańcuchy kwasów tłuszczowych do wewnątrz, przy czym cholesterol i białka są rozproszone po całej błonie. Struktura ta jest określana jako płynna, ponieważ fosfolipidy mogą dyfundować wzdłuż błony. Dwuwarstwa może tworzyć się spontanicznie, gdy znajduje się w środowisku wodnym, co oznacza, że jest również samouszczelniająca. Jest to spowodowane tym, jak hydrofobowy ogon i hydrofilowa głowa reagują, gdy wchodzą w kontakt z wodą. Główka hydrofilowa jest rozpuszczalna w wodzie dzięki temu, że jest naładowana lub polarna. Pozwala to na tworzenie sił elektrostatycznych lub wiązań wodorowych z cząsteczkami wody. Jednak hydrofobowy ogon jest nierozpuszczalny w wodzie ze względu na to, że jest nienaładowany i niepolarny, co oznacza, że nie może tworzyć żadnych interakcji z cząsteczkami wody. Dlatego też, jak bilayer tworzy, fosfolipidy są ułożone tak, że ogony są w środku bilayer i głowy są na zewnątrz.

1. Berg M, Stryer L i Tymoczko J. (2007) Biochemia, wydanie siódme, Nowy Jork: WH Freeman
2. sza Biologia molekularna komórki, Alberts et all, 5th Edition, 2009, Garland Science, New York
3. Bradley P i Calvert J. (2008) jest Compendium for medical sciences, 1st edition, Banbury: Scion Publishing Limited. (strony 33-34)
4. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. (2012). Molecular Biology of the Cell – Fifth Edition, New York: Garland Science
5. Alberts A, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P, (2008) Molecular Biology of the Cell, 5th edition, New York: Garland Science
6. Alberts, B (2008). Biologia molekularna komórki. 5th ed. New York: Garland Science. 622 – 624.

.