Het doel van een celmembraan is om de inhoud van de cel te scheiden van de externe omgeving. Omdat het leven is geëvolueerd in een waterige of waterige omgeving, bestaan ​​cellen in water en bevatten ze water. Omdat water en vet /olie niet goed mengen, hebben zich membranen ontwikkeld op deze basis.

Hydrophobic /Nonpolar Molecules Vs. Hydrofiel /Polar

Grote moleculen die bijna volledig bestaan ​​uit koolstof- en waterstofatomen worden niet-polaire of hydrofobe 'watervrees' genoemd. Bestaande uit vetten, oliën, wassen en andere lipiden, wanneer ze in water worden geplaatst, hebben ze de neiging samen te komen en vettige druppels te vormen. Moleculen die chemische groepen bevatten met zuurstof, stikstof en fosforatomen hebben veel positieve en negatieve ladingen gescheiden, dat wil zeggen dat ze polair zijn. Omdat ze polair zijn, mengen ze zich goed met water, dat ook polair is, en daarom worden ze hydrofiel genoemd, of 'waterminnend'.

Fosfolipiden: een type van amfipelmolecuul

De term amphiphillic verwijst naar een molecuul dat zowel hydrofobe als hydrofiele eigenschappen heeft. Het klassieke voorbeeld van een dergelijk molecuul is een fosfolipide. De ruggengraat van een fosfolipide is glycerol, dat drie koolstofatomen bevat waaraan andere moleculen kunnen worden verbonden door middel van alcoholgroepen (esterbinding, in chemische terminologie). Wanneer een keten van voornamelijk koolstof- en waterstofatomen, vetzuren genoemd, verbonden is met een of meer van de drie posities op glycerol, wordt het molecuul een glyceride genoemd. Als er drie van dergelijke vetzuren zijn, is het een triglyceride, dat extreem hydrofoob is. Wanneer er twee van zulke vetzuren zijn, wordt dit een diglyceride genoemd. Als de derde positie dan verbonden is met een chemische groep die bekend staat als een fosfaat, wordt het molecuul een fosfolipide genoemd. De fosfaatgroep van een fosfolipide kan op zijn beurt worden vastgemaakt aan een andere chemische eenheid, die zeer polair kan zijn. Bekend als de poolkop van het molecuul, deze entiteit mengt goed met water, terwijl de staart van het molecuul, gemaakt van twee vetzuren, zeer hydrofoob is.

Soorten fosfolipiden

Terwijl alles fosfolipiden bestaan ​​uit een hydrofobe staart, gemaakt van vetzuren, en een polaire kop, ze verschillen op basis van de lengte van het type vetzuurketens in de staart en de component van de polaire entiteit bevestigd aan de fosfaatgroep in de kop. Een voorbeeld van een klasse van fosfolipiden zijn de fosfatidylcholines, waarbij de chemische groep choline de polaire entiteit is die aan het fosfaat is bevestigd.

Synthese van fosfolipiden

Synthese van fosfolipiden vindt plaats in het cytoplasma van cellen naast een membraanentiteit die het endoplasmatisch reticulum wordt genoemd (in de deling van het leven dat bekend staat als eukaryoten). Het endoplasmatisch reticulum is bedekt met enzymen die de fosfolipiden samenbrengen in vesicles. Deze blaasjes ontkrullen later van het endoplasmatisch reticulum en bewegen naar het celmembraan, waar ze de fosfolipiden afzetten.

Vorming van de drielagige

Als er een klein aantal fosfolipiden is, komen staarten samen met staarten buiten, vormen een micel, een bol met een hydrofiele buitenkant in water en een hyrdofoob interieur. Als het volume van fosfolipiden echter toeneemt, vormen zich membranen. Het celmembraan staat bekend als een drielagige laag, omdat het bestaat uit een laag hydrofobe staarten van fosfolipiden die zijn ingeklemd tussen twee lagen hydrofiele koppen. Vaak wordt het echter een dubbellaag genoemd, omdat het is gemaakt van twee sets fosfolipiden. Omdat elk fosfolipide bestaat uit een hyrdofobe staart en een hydrofiele kop, om uit de waterige omgeving te ontsnappen, liggen de staarten van veel fosfolipiden op één lijn en staan ​​tegenover de staarten van een tweede laag van vergelijkbare moleculen. Zo wordt één laag van hyrofiele hoofden de buitenzijde van het celmembraan en wordt een andere laag hydrofiele koppen de binnenkant van het celmembraan.