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5.3: 流動モザイクモデル
目次

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Biology

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Education
The Fluid Mosaic Model
 
書き起こし

5.3: 流動モザイクモデル

流動モザイクモデルは、研究成果を視覚的に表現するものとして最初提案されました。このモデルは、膜の組成と動態を考慮し、今後の膜関連の研究の基礎となるものです。このモデルは、リン脂質、タンパク質、炭水化物などさまざまな構成要素からなる細胞膜の構造を表します。これらの必須分子は緩く結合し、細胞の境界を定義して、最適に機能するための流動性を与えます。

脂質

流動モザイクモデルの最も豊富な構成要素は脂質です。脂質には、リン脂質とコレステロールが含まれます。リン脂質は両親媒性で、疎水性の部分と親水性の部分の双方を持っています。リン脂質は親水性の頭部と二つの疎水性の脂肪酸尾部から構成されます。リン脂質は自発的に細胞の内部と外部を隔てる脂質二重層を形成します。脂質二重層は、内側を向いた疎水性の尾部と、細胞内外の水性環境を向いた親水性の頭部から成ります。コレステロールはステロイドの一種であり、膜の流動性と柔軟性を調節する役割を担います。膜の流動性は、細胞膜を介した特定の分子やイオンの輸送を促進しています。

タンパク質

モザイクモデルの2番目の主要な構成要素はタンパク質です。タンパク質は、脂質二重層と様々な関わり方ができます。例えば、膜貫通型受容体として機能するインテグリンや、膜を通し分子を移動させる輸送タンパク質のように、膜と全体的に合体しているものもあります。このような合体したタンパク質は、内在性タンパク質と呼ばれます。一方、エストロゲン受容体のように、細胞の表面や細胞質にしか存在しないタンパク質もあります。このようなタンパク質は表在性タンパク質と呼ばれます。

炭水化物

流体モザイクモデルの最後の構成要素は、炭水化物です。これらはタンパク質と結合し糖タンパク質を形成したり、リン脂質と結合して糖脂質を形成する膜の外表面に存在します。これらの炭水化物複合体はグリコカリックスと呼ばれる細胞の糖衣です。また、モザイクモデルの炭水化物の中には、細胞が自己(同一生物の細胞)と非自己(侵入してきた異物の細胞や粒子)を区別するための目印として重要な役割を果たすものもあります。

こうして、これらの構成要素が一緒に、5~10ナノメートルの厚さの細胞膜を形成します。細胞膜は周囲と相互作用し、細胞の機能や恒常性を維持するために重要な手続きを行っています。


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