Struktur Membran

Membran biologis adalah dwilapis lipid fluida asimetris dengan protein tertanam dan terikat, sebuah arsitektur yang digambarkan oleh model mosaik fluida.

Definition

Struktur membran berkaitan dengan arsitektur molekuler membran biologis: dwilapis fluida dari lipid amfipatik di mana protein integral dan perifer tertanam atau terikat, dengan komposisi yang berbeda pada kedua permukaannya.

Scope

Topik ini mencakup komposisi membran, perakitan mandiri dan sifat fisik dwilapis lipid, fluiditas membran dan pengaruh komposisi lipid serta kolesterol, kelas protein membran, dan asimetri kedua lapisan membran.

Core questions

• Bagaimana dwilapis merakit diri dan apa yang menyatukannya?
• Apa yang mengontrol fluiditas membran?
• Bagaimana protein integral dan perifer berasosiasi dengan dwilapis?
• Mengapa kedua lapisan membran secara kimiawi berbeda?

Key theories

Model mosaik fluida

Singer dan Nicolson menggambarkan membran sebagai dwilapis lipid fluida dengan protein yang terdistribusi di dalamnya seperti mosaik, bebas berdifusi secara lateral, menjelaskan dinamika membran dan mobilitas protein.

Mechanisms

Lipid amfipatik berkumpul membentuk dwilapis yang didorong oleh efek hidrofobik, dengan ekor mengarah ke dalam dan gugus kepala menghadap fase akuatik. Dwilapis ini bersifat fluida, viskositasnya ditentukan oleh saturasi asam lemak, panjang rantai, dan kandungan kolesterol, yang menyangga fluiditas. Protein membran integral membentang atau menyisip ke dalam inti hidrofobik, sementara protein perifer mengikat permukaan; lipid dan protein didistribusikan secara asimetris di antara kedua lapisan.

Clinical relevance

Arsitektur membran adalah pusat bagi biofisika, desain membran model dan vesikel, serta studi tentang bagaimana permukaan mengatur proses biokimia. Perlakuan ini bersifat deskriptif dan non-preskriptif.

History

Gorter dan Grendel mengusulkan dwilapis lipid pada tahun 1925; model Davson–Danielli menambahkan lapisan protein; dan model mosaik fluida Singer dan Nicolson tahun 1972 mengintegrasikan bukti-bukti ke dalam gambaran dinamis yang kini menjadi standar.

Key figures

• S. Jonathan Singer
• Garth Nicolson
• Evert Gorter

Seminal works

• singer1972
• nelson2021

Frequently asked questions

Apa yang dilakukan kolesterol terhadap fluiditas membran?

Kolesterol bertindak sebagai penyangga fluiditas: ia menahan gerakan pada suhu yang lebih tinggi dan mencegah penumpukan yang rapat pada suhu yang lebih rendah, menjaga membran dalam rentang fluiditas yang dapat berfungsi.

Apa yang membuat suatu protein menjadi protein membran integral?

Protein membran integral memiliki daerah hidrofobik yang tertanam atau membentang di inti dwilapis lipid, sehingga hanya dapat dilepaskan dengan mengganggu membran, tidak seperti protein perifer yang hanya mengikat permukaan.