MÔ HÌNH KHẢM CHẤT LỎNG LÀ GÌ? - SINH HỌC - 2026

Các chất lỏng mô hình khảm bang mà màng tế bào hoặc màng sinh học là các cấu trúc năng động mà lỏng hiện tại của các thành phần phân tử khác nhau của họ, có thể di chuyển sang hai bên. Có nghĩa là, các thành phần này đang chuyển động chứ không phải tĩnh, như người ta đã tin trước đây.

Mô hình này do S. Jonathan Singer và Garth gây dựng. L. Nicolson năm 1972 và ngày nay được giới khoa học chấp nhận rộng rãi. Tất cả các tế bào đều được chứa bởi một màng tế bào với những đặc biệt về cấu tạo và chức năng của nó.

Hình 1. Sơ đồ mô hình khảm chất lỏng. Nguồn: Bởi LadyofHats Mariana Ruiz, Pilar Saenz dịch, qua Wikimedia Commons

Màng này xác định các giới hạn của tế bào, cho phép tồn tại sự khác biệt giữa chất tế bào (hoặc bên trong tế bào) và môi trường bên ngoài. Ngoài ra, nó còn điều hòa sự trao đổi các chất giữa tế bào với bên ngoài.

Ở tế bào nhân thực, màng bên trong cũng xác định các ngăn và bào quan với các chức năng khác nhau, chẳng hạn như ti thể, lục lạp, vỏ nhân, lưới nội chất, bộ máy Golgi, và những thứ khác.

Cấu trúc của màng tế bào

Tính chung chung

Màng tế bào bao gồm một cấu trúc không thấm nước đối với các phân tử và ion hòa tan trong nước, dày từ 7 đến 9 nanomet. Nó được quan sát thấy trong máy quang điện tử như một đường kép liên tục và mỏng bao quanh tế bào chất.

Màng được cấu tạo bởi một lớp kép phospholipid, với các protein được nhúng xuyên suốt cấu trúc của nó và được sắp xếp trên bề mặt.

Hơn nữa, nó chứa các phân tử carbohydrate trên cả hai bề mặt (bên trong và bên ngoài) và trong trường hợp tế bào động vật nhân thực, nó cũng có các phân tử cholesterol nằm xen kẽ bên trong lớp kép.

Phospholipid kép

Phospholipid là các phân tử lưỡng tính có một đầu ưa nước-một đầu là nước-, và một đầu khác kỵ nước-đầu đẩy nước-.

Lớp kép phospholipid tạo nên màng tế bào có các chuỗi kỵ nước (cực) sắp xếp về phía bên trong màng và các đầu ưa nước (cực) nằm về phía môi trường bên ngoài.

Do đó, phần đầu của các nhóm photphat của photpholipit lộ ra trên bề mặt ngoài của màng.

Hãy nhớ rằng cả môi trường bên ngoài và bên trong hoặc tế bào, đều là chất lỏng. Điều này ảnh hưởng đến sự sắp xếp của lớp kép phospholipid với các phần phân cực của nó tương tác với nước và các phần kỵ nước của nó tạo thành chất nền bên trong của màng.

Cholesterol

Trong màng của tế bào động vật nhân thực, các phân tử cholesterol được tìm thấy nằm trong các đuôi kỵ nước của các phospholipid.

Các phân tử này không được tìm thấy trong màng của tế bào nhân sơ, một số sinh vật nguyên sinh, thực vật và nấm.

Màng tích phân hoặc các protein xuyên màng

Xen kẽ trong lớp kép phospholipid là các protein màng không thể tách rời.

Các chất này tương tác không cộng hóa trị thông qua các phần kỵ nước của chúng, với lớp kép lipid, định vị các đầu ưa nước của chúng về phía môi trường nước bên ngoài.

Cấu hình của protein màng

Chúng có thể có cấu hình hình que đơn giản, với một xoắn alpha kỵ nước gấp khúc được nhúng vào bên trong màng và với các phần ưa nước kéo dài sang hai bên.

Chúng cũng có thể trình bày một cấu hình lớn hơn, kiểu hình cầu và có cấu trúc bậc ba hoặc bậc bốn phức tạp.

Loại thứ hai thường xuyên qua màng tế bào nhiều lần với các đoạn xoắn alpha lặp đi lặp lại sắp xếp theo hình ngoằn ngoèo qua lớp lipid kép.

Lỗ chân lông trong màng

Một số protein hình cầu này có phần bên trong ưa nước, hình thành các kênh hoặc lỗ thông qua đó sự trao đổi các chất phân cực xảy ra từ bên ngoài tế bào vào tế bào và ngược lại.

Protein ngoại vi

Trên bề mặt tế bào chất của màng tế bào có các protein màng ngoại vi, liên kết với các phần nhô ra của một số protein nguyên vẹn.

Các protein này không thâm nhập vào lõi kỵ nước của lớp lipid kép.

Vỏ cacbohydrat

Có các phân tử carbohydrate trên cả hai bề mặt của màng.

Đặc biệt, bề mặt bên ngoài của màng có rất nhiều glycolipid. Các chuỗi carbohydrate ngắn cũng được nhìn thấy tiếp xúc và gắn cộng hóa trị vào các phần protein nhô ra, được gọi là glycoprotein.

Tính lưu động của màng tế bào

Tỷ lệ axit béo bão hòa và không bão hòa

Tính lưu động của màng phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ phospholipid axit béo bão hòa và không bão hòa có trong màng. Tính lưu động của màng này giảm khi tỷ lệ phospholipid của chuỗi axit béo bão hòa tăng lên so với các phospholipid không bão hòa.

Điều này là do sự gắn kết giữa các chuỗi dài và đơn giản của các axit béo bão hòa lớn hơn so với sự gắn kết giữa các chuỗi ngắn và không no của các axit béo không no.

Sự gắn kết giữa các thành phần phân tử của nó càng lớn thì màng càng ít chất lỏng.

Cholesterol

Các phân tử cholesterol tương tác thông qua các vòng cứng của chúng với các chuỗi hydrocacbon của lipid, làm tăng độ cứng của màng và giảm tính thấm của màng.

Trong màng của hầu hết các tế bào nhân thực, nơi có nồng độ cholesterol tương đối cao, nó ngăn cản các chuỗi cacbon liên kết ở nhiệt độ thấp. Điều này cung cấp cho sự đông cứng của màng ở nhiệt độ thấp.

Các tính năng đặc biệt

Các loại màng tế bào khác nhau thể hiện những đặc biệt về số lượng và loại protein và carbohydrate của chúng, cũng như sự đa dạng của các loại lipid hiện có.

Những đặc điểm này có liên quan đến các chức năng cụ thể của tế bào.

Không chỉ có sự khác biệt về mặt cấu tạo giữa màng của tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ, và giữa màng của các bào quan mà còn giữa các vùng của cùng một màng.

Chức năng màng tế bào

Tính chung chung

Màng tế bào phân định tế bào và cho phép nó duy trì tình trạng ổn định trong tế bào, khác với môi trường bên ngoài. Điều này, thông qua sự điều hòa chủ động và thụ động đối với sự di chuyển của các chất (nước, ion và các chất chuyển hóa) qua nhau, duy trì thế điện hóa cần thiết cho chức năng của tế bào.

Nó cũng cho phép tế bào phản ứng với các tín hiệu từ môi trường bên ngoài thông qua các thụ thể hóa học trên màng và cung cấp các vị trí neo đậu cho các sợi tế bào.

Trong trường hợp tế bào nhân thực, nó còn tham gia vào việc thành lập các ngăn bên trong và các bào quan có chức năng trao đổi chất cụ thể.

Chức năng của protein trong màng

Có các protein màng khác nhau với các chức năng cụ thể, trong số đó chúng ta có thể kể đến:

• Các enzym xúc tác (tăng tốc) các phản ứng hóa học,
• Các thụ thể màng liên quan đến việc nhận biết và liên kết các phân tử tín hiệu (chẳng hạn như hormone),
• Chất vận chuyển protein qua màng (về phía bào tương và từ nó ra bên ngoài tế bào). Chúng duy trì một gradient điện hóa nhờ sự vận chuyển của các ion.

Chức năng của lớp vỏ carbohydrate bên ngoài

Carbohydrate hoặc glycolipid tham gia vào quá trình kết dính của các tế bào với nhau và trong quá trình nhận biết và tương tác của màng tế bào với các phân tử như kháng thể, hormone và virus.

Người giới thiệu

1. Bolsaver, SR, Hyams, JS, Shephard, EA, White HA và Wiedemann, CG (2003). Sinh học Tế bào, một khóa học ngắn hạn. Phiên bản thứ hai. Wiley-Liss trang 535.
2. Engelman, D. (2005). Màng có nhiều khảm hơn dịch. Bản chất 438 (7068), 578-580. doi: 10.1038 / nature04394
3. Nicolson, GL (2014). Mô hình chất lỏng-Mosaic của cấu trúc màng. Vẫn còn phù hợp để hiểu cấu trúc, chức năng và động lực học của màng sinh học sau hơn 40 năm. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Các màng sinh học, 1838 (6), 1451-1466. doi: 10.1016 / j.bbamem.2013.10.019
4. Raven, J. (2002). Sinh học. Phiên bản thứ sáu. MGH. trang 1239.
5. Ca sĩ, SJ và Nicolson, GL (1972). Mô hình khảm chất lỏng về cấu trúc của màng tế bào. Khoa học, 175 (4023), 720-731. doi: 10.1126 / science.175.4023.720