Back to chapter

5.3:

МодСль Тидкой мозаики

JoVE Core
Biology
This content is Free Access.
JoVE Core Biology
The Fluid Mosaic Model

Languages

Share

[Рассказчик] Жидкая мозаичная ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΡŒΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ°Π΅Ρ‚ структуру плазматичСской ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹Π² качСствС Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ… ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠ². К ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌ относятся фосфолипиды, Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ ΠΈ ΡƒΠ³Π»Π΅Π²ΠΎΠ΄Ρ‹. Π­Ρ‚ΠΈ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ, Π½ΠΎ слабо связанны. ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Ρ‹ ячССки обСспСчСниС тСкучСсти для ΠΎΠΏΡ‚ΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ функционированияДля Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π° Π΄Π°Π²Π°ΠΉΡ‚Π΅ обсудим самыС распространСнныС Π»ΠΈΠΏΠΈΠ΄Ρ‹. ΠšΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ ΠΎΠ±Π° фосфолипидаи холСстСрин вмСстe. Ѐосфолипиды состоят ΠΈΠ· Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ…Π²ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΡŽΠ±ΠΈΠ²ΠΎΠΉ Π³ΠΎΠ»ΠΎΠ²Ρ‹,ΠΈ Π΄Π²Π° Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΎΠ±Π½Ρ‹Ρ…, боязливых Π² Π²ΠΎΠ΄Π΅ хвоста ΠΆΠΈΡ€Π½Ρ‹Ρ… кислот. И ΡΠ°ΠΌΠΎΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ Π»ΠΈΠΏΠΈΠ΄Π½Ρ‹ΠΉ бислой. РасполоТив Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΎΠ±Π½Ρ‹Π΅ хвосты Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΡŒΠΈ Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Π³ΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΊΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½Ρ‹ Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΡƒ. Π’Π°ΠΊΠΎΠ΅ располоТСниС отдСляСт Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΡŽΡŽ Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ клСткиснаруТи. Π”Π°Π»Π΅Π΅ ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ основной ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚. Π‘Π΅Π»ΠΊΠΈ. ΠšΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΡΠ²ΡΠ·Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ с липиднымбислоСм. НапримСр, Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Ρ‹,ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€ΠΈΠ½Ρ‹. Π“Π΄Π΅ ΠΊΠ°ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎΠ½Π° повСрхности ΠΈΠ»ΠΈ Π² Ρ†ΠΈΡ‚ΠΎΠ·ΠΎΠ»Π΅. Как ΠΈ Π² случаС с Ρ€Π΅Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π°ΠΌΠΈ эстрогСна. Π’Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π½Π° внСшнСй ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΡ„Π΅Ρ€ΠΈΠΈ находится послСдний ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚. Π£Π³Π»Π΅Π²ΠΎΠ΄Ρ‹. Они ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΡΠ²ΡΠ·Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ с Π±Π΅Π»ΠΊΠ°ΠΌΠΈΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π³Π»ΠΈΠΊΠΎΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΈΠ½Ρ‹. ΠΈΠ»ΠΈ ΠΊ фосфолипидам ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ Π³Π»ΠΈΠΊΠΎΠ»ΠΈΠΏΠΈΠ΄Ρ‹. ПослС связывания эти ΡƒΠ³Π»Π΅Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ»Π΅ΠΊΡΡ‹ΡƒΠΏΠΎΠΌΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΊΠ°ΠΊ гликокаликс, сахарноС ΠΏΠΎΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΈΠ΅.

5.3:

МодСль Тидкой мозаики

МодСль ΠΆΠΈΠ΄ΠΊΠΎΠΉ ΠΌΠΎΠ·Π°ΠΈΠΊΠΈ Π±Ρ‹Π»Π° Π²ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π° Π² качСствС Π²ΠΈΠ·ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ прСдставлСния ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡΠΊΠΈΡ… наблюдСний. МодСль Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ Π² сСбя состав ΠΈ Π΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΡƒ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½ ΠΈ слуТит основой для Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‰ΠΈΡ… ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… исслСдований. МодСль ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ°Π΅Ρ‚ структуру ΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹ с Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Π°ΠΌΠΈ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ фосфолипиды, Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ ΠΈ ΡƒΠ³Π»Π΅Π²ΠΎΠ΄Ρ‹. Π­Ρ‚ΠΈ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ слабо связаны, опрСдСляя Π³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Ρƒ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΈ обСспСчивая Ρ‚Π΅ΠΊΡƒΡ‡Π΅ΡΡ‚ΡŒ для ΠΎΠΏΡ‚ΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΈ.

Π›ΠΈΠΏΠΈΠ΄Ρ‹

НаиболСС распространСнным ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈ ΠΆΠΈΠ΄ΠΊΠΎΠΉ ΠΌΠΎΠ·Π°ΠΈΠΊΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π»ΠΈΠΏΠΈΠ΄Ρ‹. Π›ΠΈΠΏΠΈΠ΄Ρ‹ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ Π² сСбя ΠΊΠ°ΠΊ фосфолипиды ΠΈ холСстСрина. Ѐосфолипиды амфипатичСскиС, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΎΠ±Π½Ρ‹Π΅, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ части. Они состоят ΠΈΠ· Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ, Ρ€Π΅Π°Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ с Π²ΠΎΠ΄ΠΎΠΉ “Π³ΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΊΠΈ”, ΠΈ Π΄Π²ΡƒΡ… Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΎΠ±Π½Ρ‹Ρ…, ΠΈΠ·Π±Π΅Π³Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… Π²ΠΎΠ΄Ρ‹, ΠΆΠΈΡ€Π½Ρ‹Ρ… кислотных хвостов. Ѐосфолипиды спонтанно ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ Π»ΠΈΠΏΠΈΠ΄Π½Ρ‹ΠΉ бислой, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ отдСляСт Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΡŽΡŽ Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΎΡ‚ внСшнСй. Π›ΠΈΠΏΠΈΠ΄Π½Ρ‹ΠΉ бислой состоит ΠΈΠ· Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΎΠ±Π½Ρ‹Ρ… хвостов, ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΡŒ, ΠΈ Π³ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Π³ΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠΊ, ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΊ Π²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ срСдС Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ ΠΈ снаруТи ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ. Π₯олСстСрины – класс стСроидов, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΠ³Ρ€Π°ΡŽΡ‚ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ Π² Ρ€Π΅Π³ΡƒΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Π½ΠΎΠΉ тСкучСсти ΠΈ гибкости. ΠœΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Π½Π°Ρ Ρ‚Π΅ΠΊΡƒΡ‡Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΎΠ±Π»Π΅Π³Ρ‡Π°Π΅Ρ‚ транспортировку ΠΊΠΎΠ½ΠΊΡ€Π΅Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ» ΠΈ ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅Π½Π½ΡƒΡŽ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρƒ.

Π‘Π΅Π»ΠΊΠΈ

Π’Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌ Π²Π°ΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΌΠΎΠ·Π°ΠΈΠΊΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ. Π‘Π΅Π»ΠΊΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π΄ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ†ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΠΎ Π°ΡΡΠΎΡ†ΠΈΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ с Π»ΠΈΠΏΠΈΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ бислоСм. НапримСр, Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Ρ‹ Π² ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρƒ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€ΠΈΠ½Ρ‹, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ слуТат Π² качСствС трансмСмбранных Ρ€Π΅Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ², ΠΈ Ρ‚Ρ€Π°Π½ΡΠΏΠΎΡ€Ρ‚ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹. Π’Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ Π±Π΅Π»ΠΊΠ°ΠΌΠΈ. Π”Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π½Π° повСрхности ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ Π² Ρ†ΠΈΡ‚ΠΎΠ·ΠΎΠ»Π΅, ΠΊΠ°ΠΊ Π² случаС с Ρ€Π΅Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Π°ΠΌΠΈ эстрогСна. Π­Ρ‚ΠΈ Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΡ„Π΅Ρ€ΠΈΠΉΠ½Ρ‹Π΅ Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ.

Π£Π³Π»Π΅Π²ΠΎΠ΄Ρ‹

ПослСдним ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠΌ ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈ ΠΆΠΈΠ΄ΠΊΠΎΠΉ ΠΌΠΎΠ·Π°ΠΈΠΊΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΡƒΠ³Π»Π΅Π²ΠΎΠ΄Ρ‹. Они располоТСны Π½Π° внСшнСй повСрхности ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹, Π³Π΄Π΅ ΠΎΠ½ΠΈ связаны с Π±Π΅Π»ΠΊΠ°ΠΌΠΈ для формирования Π³Π»ΠΈΠΊΠΎΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΈΠ½ΠΎΠ², ΠΈΠ»ΠΈ фосфолипидов для формирования Π³Π»ΠΈΠΊΠΎΠ»ΠΈΠΏΠΈΠ΄ΠΎΠ². Π­Ρ‚ΠΈ ΡƒΠ³Π»Π΅Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ комплСксы Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ гликокаликсом – сахарным ΠΏΠΎΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ. НСкоторыС ΡƒΠ³Π»Π΅Π²ΠΎΠ΄Ρ‹ Π² ΠΌΠΎΠ·Π°ΠΈΠΊΠ΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΈΠ³Ρ€Π°ΡŽΡ‚ Π²Π°ΠΆΠ½ΡƒΡŽ Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ Π² качСствС ΠΌΠ°Ρ€ΠΊΠ΅Ρ€ΠΎΠ², ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°ΠΌ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π°Ρ‚ΡŒ сСбС ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹Ρ… (ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΆΠ΅ ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ°) ΠΈ Ρ‡ΡƒΠΆΠ°ΠΊΠΎΠ² (ΠΈΠ½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ частицы).

ВмСстС эти ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹ ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅Π½Π½ΡƒΡŽ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρƒ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½ΠΎΠΉ ΠΎΡ‚ пяти Π΄ΠΎ дСсяти Π½Π°Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠ². ΠŸΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ со своим ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ для осущСствлСния ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΡ… Π²Π°ΠΆΠ½Ρ‹Ρ… процСссов для поддСрТания ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΈ гомСостаза.

Suggested Reading

Bernardino de la Serna, Jorge, Gerhard J. Schütz, Christian Eggeling, and Marek Cebecauer. “There Is No Simple Model of the Plasma Membrane Organization.” Frontiers in Cell and Developmental Biology 4 (2016). [Source]