전공 생물학 1

특히 인지질 이중층

이 결과에서 우리는 막의 구조에 대해 배울 것입니다.

세포막의 구조

세포의 원형질막은 세포의 경계를 정의하고 환경과의 접촉의 성질을 결정한다. 세포는 일부 물질을 배제하고 다른 물질을 섭취하며 다른 물질을 모두 통제 된 양으로 배설합니다. 원형질막은 세포의 경계를 둘러쌉니다,그러나 오히려 정체되는 부대인,동 적이고 및 끊임없이 유출에서 입니다. 원형질막은 적혈구 및 백혈구와 같은 특정 세포가 좁은 모세관을 통과할 때 모양을 바꿀 수 있도록 충분히 유연해야 합니다. 이들은 원형질막의 더 명백한 기능입니다. 더하여,원형질막의 표면은 세포가 초기 발달 도중 조직과 기관 모양으로 생명 인,면역 반응의”비 각자”구별 대”각자”에 있는 역할을 나중에 하는 감적을 나릅니다.

원형질막은 또한 세포와 상호 작용하는 특정 물질에 대한 부착 부위 인 수용체를 운반합니다. 각 수용체는 특정 물질과 결합하도록 구성됩니다. 예를 들어,막의 표면 수용체는 대사 경로의 효소 변화와 같은 내부의 변화를 만듭니다. 이러한 대사 경로는 세포에 에너지를 제공하거나,세포에 특정 물질을 만들거나,폐기를 위해 세포 폐기물 또는 독소를 분해하는 데 중요 할 수 있습니다. 원형질막의 외면에 수용체는 호르몬 또는 신경전달물질과 상호 작용하고,그들의 메시지가 세포로 전달되는 것을 허용합니다. 일부 인식 사이트는 바이러스에 의해 첨부 지점으로 사용됩니다. 그들이 높게 특정적이더라도,바이러스 같이 병원체는 수용체가 묶기 위하여 의미된 특정한 물질을 흉내내서 세포에 입장을 얻기 위하여 수용체를 이용하기 위하여 진화할 수 있습니다. 이 특이성은 인간 면역 결핍 바이러스(에이즈)또는 5 가지 유형의 간염 바이러스 중 하나가 특정 세포 만 침입하는 이유를 설명하는 데 도움이됩니다.

유체 모자이크 모델

1972 년,에스 제이 싱어와 가스 엘 니콜슨은 이전의 이해에 비해 현미경 관찰과 원형질막의 기능을 모두 더 잘 설명하는 원형질막의 새로운 모델을 제안했다. 이를 유체 모자이크 모델이라고합니다. 이 모델은 시간이 지남에 따라 다소 진화했지만,우리가 지금 이해하고있는 원형질막의 구조와 기능에 대해 여전히 가장 잘 설명합니다. 유체 모자이크 모델은 인지질,콜레스테롤,단백질 및 탄수화물을 포함한 구성 요소의 모자이크로 원형질막의 구조를 설명하며 구성 요소가 막의 기본 무결성을 유지하면서 흐르고 위치를 변경할 수 있습니다. 인지질 분자와 내장 된 단백질 모두 막에서 빠르게 그리고 옆으로 확산 될 수 있습니다(그림 1). 원형질막의 유동성은 막 내의 특정 효소 그리고 수송 분자의 활동을 위해 필요합니다. 플라즈마 멤브레인은 5-10 나노 미터 두께의 범위입니다. 비교로서,광 현미경을 통해 보이는 인간의 적혈구는 약 8,000 미터 두께 또는 원형질막보다 약 1,000 배 더 두껍습니다.

그림 1. 원형질막 구조의 유체 모자이크 모델은 원형질막을 인지질,콜레스테롤,단백질 및 탄수화물의 유체 조합으로 설명합니다.

원형질막은 주로 단백질,탄수화물,당지질 및 당 단백질이 내장 된 인지질의 이중층으로 구성되며 동물 세포에는 콜레스테롤이 포함됩니다. 동물성 원형질막에 있는 콜레스테롤의 양은 막의 유동성을 통제하고 세포의 환경의 온도에 근거를 둔 변화합니다. 즉 콜레스테롤은 세포막에 있는 부동액으로 작동하고 찬 기후에서 사는 동물에서 더 풍부합니다.

막의 주요 직물은 인지질 분자의 2 개의 층으로 구성되며,이 분자의 극성 단부(예술가의 모델 변환에서 볼 모음과 같이 보임)(그림 1)는 세포 내부와 외부의 수성 유체와 접촉합니다. 따라서 원형질막의 두 표면은 친수성(“물 사랑”)입니다. 대조적으로,두 표면 사이의 멤브레인의 내부는 지방산 꼬리 때문에 소수성(“물 증오”)또는 비극성 영역입니다. 이 지역은 물이나 다른 극성 분자에 대한 매력이 없습니다(다음 페이지에서 더 자세히 논의 할 것입니다).

단백질은 원형질막의 두 번째 주요 화학 성분을 구성합니다. 완전한 단백질은 원형질막에서 끼워넣고 막의 전부 또는 부분을 뼘으로 잴지도 모릅니다. 통합 단백질 채널 또는 펌프 또는 셀 밖으로 자료를 이동 하는 역할을 할 수 있습니다. 말초 단백질은 필수 단백질 또는 인지질 분자에 부착 된 막의 외부 또는 내부 표면에서 발견됩니다. 통합 및 말초 단백질 모두 효소,세포 골격의 섬유에 대한 구조적 부착물 또는 세포 인식 부위의 일부로 작용할 수 있습니다.

탄수화물은 원형질막의 세 번째 주요 성분이다. 그들은 항상 세포의 외부 표면에서 발견되며 단백질(당 단백질 형성)또는 지질(당지질 형성)에 결합됩니다. 이러한 탄수화물 사슬은 2-60 개의 단당 단위로 구성 될 수 있으며 직선형 또는 분 지형 일 수 있습니다. 말초 단백질과 함께 탄수화물은 세포가 서로를 인식 할 수 있도록 세포 표면에 특수 부위를 형성합니다.

바이러스가 특정 장기를 감염시키는 방법

그림 2. 에이즈에 도킹 하 고 결합 시디 4 수용 체,티 세포의 표면에 당 단백질,입력 하기 전에,또는 감염,세포. (신용: 미국 국립 보건원/국립 알레르기 및 전염병 연구소의 작업 수정)

숙주 세포의 세포막 표면에 노출 된 특정 당 단백질 분자는 많은 바이러스에 의해 특정 장기를 감염시키는 데 사용됩니다. 예를 들면,에이즈는 백혈구의 특정한 종류의 원형질막을 관통할 수 있습니다 티 헬퍼 세포 및 단핵구,뿐 아니라 중앙 신경 조직의 몇몇 세포이라고 칭하는. 간염 바이러스는 간 세포 만 공격합니다.

이 바이러스는 세포가 바이러스가 그들의 외투에 있는 동등하게 특정한 당단백질로 악용한 그들의 표면에 결합 부위를 비치하기 때문에,이 세포를 침입할 수 있습니다. (그림 2). 이 세포는 바이러스 코트 분자의 모방으로 속이고 바이러스는 세포에 들어갈 수 있습니다. 바이러스 표면의 다른 인식 사이트는 인간의 면역 체계와 상호 작용하여 신체가 항체를 생산하도록 유도합니다. 항체는 항원(또는 침습성 병원체와 관련된 단백질)에 반응하여 만들어집니다. 이 같은 사이트는 항체가 부착 할 수있는 장소 역할을하며 바이러스의 활동을 파괴하거나 억제합니다. 불행히도,에이즈에 이러한 사이트는 매우 어려운 바이러스에 대 한 효과적인 백신의 생산을 만드는 신속 하 게 변경 하는 유전자에 의해 인코딩 됩니다. 감염된 개인 내의 바이러스 인구는 돌연변이를 통해 이러한 인식 사이트의 차이로 구별되는 다른 집단 또는 변종으로 빠르게 진화합니다. 바이러스성 지상 마커의 이 급속한 변화는 항체가 지상 본의 새로운 변이를 인식하지 않을 것이기 때문에,바이러스를 공격하기에 있는 사람의 면역 계통의 효과를 줄입니다.

인지질

우리가 방금 배웠 듯이,막의 주요 직물은 인지질 분자의 두 층으로 구성됩니다. 이 분자의 친수성 또는”물 사랑”영역(예술가의 모델 연주에서 볼 모음과 같이 보임)(그림 1)은 세포 내부와 외부의 수성 유체와 접촉합니다. 따라서,원형질막의 두 표면은 친수성이다. 대조적으로,막의 내부는,그것의 2 개의 표면 사이,지방산 꼬리 때문에 소수성 비극성 지구입니다. 이 지역은 물이나 다른 극성 분자에 대한 매력이 없습니다(다음 페이지에서 더 자세히 논의 할 것입니다).

소수성,또는 물 싫어하는 분자는 비극성 인 경향이있다. 그들은 화학 반응에서 다른 비극성 분자와 상호 작용하지만 일반적으로 극성 분자와 상호 작용하지 않습니다. 물 속에 넣으면 소수성 분자가 공 또는 클러스터를 형성하는 경향이 있습니다. 인지질의 친수성 영역은 세포의 외부 및 내부 모두에서 물 및 기타 극성 분자와 수소 결합을 형성하는 경향이 있습니다. 따라서 셀의 내부 및 외부를 마주 보는 멤브레인 표면은 친수성입니다. 대조적으로,세포막의 내부는 소수성이고 물과의 상호 작용하지 않을 것이다. 따라서 인지질은 세포 내부의 유체와 세포 외부의 유체를 분리하는 우수한 2 층 세포막을 형성합니다.

그림 3. 이 인지질 분자는 친수성 머리와 두 개의 소수성 꼬리로 구성됩니다. 친수성 헤드 그룹은 글리세롤 분자에 부착 된 인산염 함유 그룹으로 구성됩니다. 소수성 꼬리는 각각 포화 지방산 또는 불포화 지방산을 포함하며 긴 탄화수소 사슬입니다.

인지질 분자(그림 3)는 탄소 1 과 2 에 2 개의 지방산 분자가 부착 된 3 탄소 글리세롤 백본과 제 3 탄소에 부착 된 인산염 함유 그룹으로 구성됩니다.

이 배열은 전체 분자에게 극성 문자 또는 음전하를 갖는 머리(인산염 함유 그룹)로 설명 된 영역과 꼬리(지방산)라고 불리는 영역을 제공합니다. 머리는 수소 결합을 형성 할 수 있지만 꼬리는 형성 할 수 없습니다. 양 또는 음으로 하전 된 영역 및 충전되지 않은 또는 비극성 영역의 이러한 배열을 갖는 분자는 양친 매성 또는”이중 사랑”이라고합니다.”

이 특성은 물 속에서 인지질이 소수성 꼬리가 서로 마주보고 친수성 머리가 밖으로 향하게 배열되는 경향이 있기 때문에 원형질막의 구조에 필수적입니다. 이 방법으로,그들은 지질 이중층—장벽의 한쪽면에있는 물 및 기타 물질과 다른 쪽의 물 및 기타 물질을 분리하는 인지질의 이중층으로 구성된 장벽을 형성합니다. 사실,수용액에서 가열 된 인지질은 자발적으로 작은 구체 또는 물방울(미셀 또는 리포좀이라고 함)을 형성하는 경향이 있으며,친수성 헤드는 외부를 형성하고 내부에 소수성 꼬리를 형성합니다(그림 4).

그림 4. 수용액에서 인지질은 극성 머리가 바깥 쪽을 향하고 소수성 꼬리가 안쪽을 향하도록 배열하는 경향이 있습니다. (제공:마리아나 루이즈 빌라 레알에 의해 작업의 수정)

이해 사항 확인

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