Lichid Mozaic Model
În 1972, S. J. Singer și Garth L. Nicolson a propus un nou model de membrana plasmatică că, în comparație cu înțelegere mai devreme, mai bine explicată atât observații microscopice și funcția membranei plasmatice. Acesta a fost numit modelul mozaic fluid. Modelul a evoluat oarecum de-a lungul timpului, dar cel mai bine reprezintă structura și funcțiile membranei plasmatice așa cum le înțelegem acum., Modelul mozaic fluid descrie structura membranei plasmatice ca un mozaic de componente – inclusiv fosfolipide, colesterol, proteine și carbohidrați—în care componentele sunt capabile să curgă și să schimbe poziția, menținând în același timp integritatea de bază a membranei. Atât moleculele fosfolipide, cât și proteinele încorporate sunt capabile să difuzeze rapid și lateral în membrană. Fluiditatea membranei plasmatice este necesară pentru activitățile anumitor enzime și molecule de transport în interiorul membranei. Membranele plasmatice variază între 5-10 nm grosime., Ca o comparație, globulele roșii umane, vizibile prin microscopie luminoasă, au o grosime de aproximativ 8 µm sau de aproximativ 1.000 de ori mai groase decât o membrană plasmatică. (Figura 1)
Figura 1. Modelul mozaic fluid al structurii membranei plasmatice descrie membrana plasmatică ca o combinație fluidă de fosfolipide, colesterol, proteine și carbohidrați.,membrana plasmatică este alcătuită în principal dintr-un strat dublu de fosfolipide cu proteine încorporate, carbohidrați, glicolipide și glicoproteine și, în celulele animale, colesterol. Cantitatea de colesterol din membranele plasmatice animale reglează fluiditatea membranei și se modifică în funcție de temperatura mediului celular. Cu alte cuvinte, colesterolul acționează ca antigel în membrana celulară și este mai abundent la animalele care trăiesc în climă rece.,țesătura principală a membranei este compusă din două straturi de molecule fosfolipide, iar capetele polare ale acestor molecule (care arată ca o colecție de bile în predarea modelului de către artist) (Figura 1) sunt în contact cu lichidul apos atât în interiorul, cât și în exteriorul celulei. Astfel, ambele suprafețe ale membranei plasmatice sunt hidrofile. În schimb, interiorul membranei, între cele două suprafețe ale sale, este o regiune hidrofobă sau nepolară din cauza cozilor de acizi grași. Această regiune nu are nici o atracție pentru apă sau alte molecule polare.,proteinele constituie a doua componentă chimică majoră a membranelor plasmatice. Proteinele integrale sunt încorporate în membrana plasmatică și se pot întinde pe toată membrana sau pe o parte a acesteia. Proteinele integrale pot servi ca canale sau pompe pentru a muta materialele în sau din celulă. Proteinele periferice se găsesc pe suprafețele exterioare sau interioare ale membranelor, atașate fie la proteine integrale, fie la molecule fosfolipide. Atât proteinele integrale cât și cele periferice pot servi ca enzime, ca atașamente structurale pentru fibrele citoscheletului sau ca parte a site-urilor de recunoaștere a celulei.,carbohidrații sunt a treia componentă majoră a membranelor plasmatice. Ele se găsesc întotdeauna pe suprafața exterioară a celulelor și sunt legate fie de proteine (formând glicoproteine), fie de lipide (formând glicolipide). Aceste lanțuri de carbohidrați pot consta din unități monozaharidice 2-60 și pot fi drepte sau ramificate. Împreună cu proteinele periferice, carbohidrații formează site-uri specializate pe suprafața celulei care permit celulelor să se recunoască reciproc.,
evoluția în acțiune
cum virusurile infectează anumite organe
moleculele specifice de glicoproteină expuse pe suprafața membranelor celulare ale celulelor gazdă sunt exploatate de mulți viruși pentru a infecta anumite organe. De exemplu, HIV este capabil să penetreze membranele plasmatice ale anumitor tipuri de celule albe din sânge numite celule T-helper și monocite, precum și unele celule ale sistemului nervos central. Virusul hepatitei atacă numai celulele hepatice.,acești viruși sunt capabili să invadeze aceste celule, deoarece celulele au site-uri de legare pe suprafețele lor pe care virușii le-au exploatat cu glicoproteine la fel de specifice în straturile lor. (Figura 2). Celula este păcălită de mimica moleculelor stratului de virus, iar virusul este capabil să intre în celulă. Alte site-uri de recunoaștere de pe suprafața virusului interacționează cu sistemul imunitar uman, determinând organismul să producă anticorpi. Anticorpii sunt făcuți ca răspuns la antigeni (sau proteine asociate cu agenți patogeni invazivi)., Aceleași site-uri servesc ca locuri pentru atașarea anticorpilor și fie distrug, fie inhibă activitatea virusului. Din păcate, aceste site-uri pe HIV sunt codificate de gene care se schimbă rapid, ceea ce face foarte dificilă producerea unui vaccin eficient împotriva virusului. Populația de virus din cadrul unui individ infectat evoluează rapid prin mutație în diferite populații sau variante, distinse prin diferențe în aceste site-uri de recunoaștere., Această schimbare rapidă a markerilor de suprafață virali scade eficacitatea sistemului imunitar al persoanei în atacarea virusului, deoarece anticorpii nu vor recunoaște noile variații ale modelelor de suprafață.
Figura 2. HIV docks at și se leagă de receptorul CD4, o glicoproteină pe suprafața celulelor T, înainte de a intra sau infecta celula. (credit: modificarea activității de către Institutul Național de sănătate din SUA/Institutul Național de alergii și Boli Infecțioase)
Leave a Reply