유동모자이크모델

유동모자이크모델(Fluid Mosaic Model)은 연구 관찰의 시각적 표현을 위해 처음 제안되었습니다. 이 모델은 막(membrane)의 구성과 역학으로 구성되며 향후 막 관련 연구를 위한 기반 역할을 합니다. 이 모델은 인산, 단백질, 탄수화물을 포함한 다양한 성분을 이용해 원형질막(plasma membrane)의 구조를 묘사합니다. 이렇게 막 구성에 중요한 분자는 느슨하게 결합하어 세포의 경계를 정의하고 최적의 기능을 위한 유동성을 제공합니다.

지질

유동모자이크모델의 가장 풍부한 구성 요소는 지질(lipid)입니다. 지질은 인지질(phospholipid)과 콜레스테롤(cholesterol)을 포함합니다. 인지질은 소수성(hydrophobic)과 친수성(hydrophilic)을 모두 가진 양친매성(amphipathic)입니다. 인지질은 친수성을 띠는 머리와 소수성을 띠는 지방산 꼬리로 구성됩니다. 인지질은 자발적(spontaneous)으로 지질 이중막(lipid bilayer)을 형성해 세포의 내부와 외부를 분리합니다. 지질 이중막은 안쪽으로 향하는 소수성 꼬리와 세포 안팎의 수성(aqueous) 환경을 마주 보고 있는 친수성 머리로 구성됩니다. 콜레스테롤은 스테로이드(steroid)의 한 종류로 막 유동성 및 유연성을 조절합니다. 막 유동성은 원형질막을 가로지르는 특정 분자와 이온의 수송을 용이하게 합니다.

단백질

유동모자이크모델의 두 번째 주요 구성 요소는 단백질입니다. 단백질은 지질 이중막과 구분지을 수 있습니다. 예를 들면 몇몇 단백질은 막관통수용체(transmembrane receptor) 역할을 하는 인테그린(integrin) 같이 막에 완전히 통합되어 막을 가로질러 분자를 수송합니다. 이러한 통합 단백질은 내재단백질(integral protein)이라고 합니다. 다른 단백질은 에스트로겐(estrogen; 에스트로젠) 수용체 처럼 세포 표면이나 세포액에서만 발견될 수 있으며 이 단백질을 주변단백질(peripheral protein; 외재단백질)이라 합니다.

탄수화물

유동모자이크모델의 마지막 구성 요소는 탄수화물입니다. 탄수화물은 단백질과 결합하여 당단백질(glycoprotein)을 형성하거나, 인지질과 결합하여 당지질(glycolipid)을 형성합니다. 이런 탄수화물 복합체는 세포의 당 코팅인 당질피질(glycocalyx)이라고 불립니다. 모자이크모델에 있는 몇몇 탄수화물은 또한 세포가 자기(동일 유기체의 세포; self)와 비자기(외부 세포 또는 입자를 침입하는; non-self)를 구별하도록 만드는 표지자(marker) 역할을 합니다.

이러한 구성 요소는 함께 두께가 5~10나노미터인 세포의 원형질막을 생성합니다. 원형질막은 세포 기능과 항상성(homeostasis)을 유지하기 위해 주변환경과 상호작용합니다.