5.2: Текучесть мембран

Клеточные мембраны состоят из фосфолипидов, белков и углеводов, которые слабо связаны друг с другом посредством химических взаимодействий. Молекулы обычно могут перемещаться в плоскости мембраны, придавая мембране ее гибкий характер, называемый текучестью. Две другие особенности мембраны способствуют текучести мембраны: химическая структура фосфолипидов и присутствие холестерина в мембране.

Жирные кислоты фосфолипидов могут быть насыщенными или ненасыщенными. Насыщенные жирные кислоты имеют одинарные связи между углеводородным остовом и насыщены максимальным количеством атомов водорода. Эти насыщенные хвосты прямые и поэтому могут плотно сбиваться. Напротив, хвосты ненасыщенных жирных кислот содержат двойные связи между атомами углерода, что придает им изогнутую форму и предотвращает плотную упаковку. Увеличение относительной доли фосфолипидов с ненасыщенными хвостами приводит к более жидкой мембране. Организмы, такие как бактерии и дрожжи, которые испытывают колебания температуры окружающей среды, могут регулировать содержание жирных кислот в своих мембранах, чтобы поддерживать относительно постоянную текучесть.

В клеточных мембранах холестерин может взаимодействовать с головками фосфолипидов, частично иммобилизуя проксимальную часть углеводородной цепи. Это взаимодействие снижает способность полярных молекул пересекать мембрану. Холестерин также предотвращает плотную упаковку фосфолипидов, тем самым предотвращая вероятность замерзания мембран. Точно так же холестерин действует как структурный буфер при повышении температуры, ограничивая чрезмерную текучесть.

Также предполагается, что холестерин играет роль в организации мембранных липидов и белков в функциональные группы, называемые липидными рафтами. Считается, что эти группы белков, фосфолипидов и холестерина разделяют области мембраны, располагая молекулы с аналогичными функциями в непосредственной близости друг от друга. Однако конкретная структура и функция этих мембранных пластырей неясны и являются активной областью исследований.