II. Model płynnej mozaiki: kompozycja i dynamika
Model płynnej mozaiki opisuje błonę plazmatyczną jako płynną strukturę lipidów z „mozaiką” osadzonych białek.
- Dwuwarstwa lipidowa
Warstwa podwójna jest swobodnie przepuszczalna dla małych, rozpuszczalnych w lipidach, niepolarnych cząsteczek, ale nieprzepuszczalna dla naładowanych jonów.
- Skład molekularny:
- Fosfolipidy: Najliczniej występujący składnik lipidowy. Są to: amfipatyczny, z polarną (hydrofilową) głową i dwoma niepolarnymi (hydrofobowymi) tłuszczowymi ogonami acylowymi. Ogony składają się zazwyczaj z łańcuchów 16–18-węglowych i są połączone słabymi wiązaniami niekowalencyjnymi. Rozkład fosfolipidów jest asymetryczny między dwoma listkami.
- Glikolipidy: Są one ograniczone do zewnętrznego listka. Ich polarne reszty węglowodanowe rozprzestrzeniają się do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, przyczyniając się do powstania glikokaliksu.
- cholesterol: Stanowi około 2% lipidów błonowych i występuje w obu listkach, gdzie pomaga zachować integralność strukturalną.
- Tratwy lipidowe: Cholesterol i fosfolipidy mogą tworzyć mikrodomeny zwane tratwami lipidowymi, które mogą wpływać na ruch białek integralnych.
- Płynność: Płynność dwuwarstwy jest kluczowa dla procesów takich jak endocytoza, egzocytoza i transport błonowy.
- Płynność wzrosty przy wyższych temperaturach i zmniejszonym nasyceniu ogonów acylowych kwasów tłuszczowych.
- Płynność zmniejsza z wyższą zawartością cholesterolu.
- Białka błonowe
Białka stanowią około 50% składu błony plazmatycznej większości komórek.
- Białka integralne: Białka te są rozpuszczone w podwójnej warstwie lipidowej.
- Białka transbłonowe: Rozciągają się na całej grubości błony. Większość z nich to glikoproteiny, często złożone w białka wieloprzebiegowe które wielokrotnie przekraczają błonę komórkową. Pełnią funkcję receptorów, enzymów, białek transportowych i cząsteczek adhezji komórkowej.
- Zakotwiczone białka: Niektóre białka integralne są zakotwiczone w ulotce za pomocą grup acylowych lub prenylowych.
- Zamrożenie-Pęknięcie: W preparatach zamrażania i łamania białka integralne pozostają preferencyjnie P-twarz (protoplazmatyczna, zewnętrzna powierzchnia wewnętrznej warstwy).
- Białka obwodowe: Białka te nie wnikają w warstwę lipidową.
- Lokalizacja: Znajdują się one zazwyczaj po stronie cytoplazmatycznej wewnętrznej warstwy błony komórkowej, przyłączone do integralnych białek lub polarnych grup fosfolipidowych poprzez oddziaływania niekowalencyjne.
- Funkcje: Często działają jako przenośniki elektronów (np. cytochrom c), składniki cytoszkieletu lub elementy wewnątrzkomórkowych układów przekaźników wtórnych.
- Przykłady: Zawierać aneksyny (tworzenie kanałów jonowych) synapsyna I (wiąże pęcherzyki synaptyczne z cytoszkieletem) i spektryna (stabilizuje błony komórkowe czerwonych krwinek).
- Glikokaliks (otoczka komórkowa)
- Lokalizacja i skład: Glikokaliks to „rozmyta” warstwa o grubości do 50 nm na zewnętrznej powierzchni plazmalemy. Składa się ona z polarnych łańcuchów bocznych oligosacharydów glikolipidów i glikoprotein, a także proteoglikanów.
- Funkcje:
- Pomaga w przyczepianiu się komórek do macierzy zewnątrzkomórkowej (np. fibroblastów).
- Wiąże antygeny i enzymy z powierzchnią komórki.
- Ułatwia rozpoznawanie się komórek i interakcję między nimi.
- Chroni komórkę przed uszkodzeniami fizycznymi i enzymatycznymi.
- W naczyniach krwionośnych zmniejsza tarcie i utratę płynów.