5.2: Vloeibaarheid van Membranen
Celmembranen zijn samengesteld uit fosfolipiden, eiwitten en koolhydraten die losjes aan elkaar zijn gehecht door middel van chemische interacties. Moleculen zijn over het algemeen in staat om in het vlak van het membraan te bewegen, waardoor het membraan zijn flexibele aard krijgt, genaamd vloeibaarheid. Twee andere kenmerken van het membraan dragen bij aan de vloeibaarheid van het membraan: de chemische structuur van de fosfolipiden en de aanwezigheid van cholesterol in het membraan.
Vetzuurstaarten van fosfolipiden kunnen zowel verzadigd als onverzadigd zijn. Verzadigde vetzuren hebben enkele bindingen tussen de koolwaterstofruggengraat en zijn verzadigd met het maximale aantal waterstofatomen. Deze verzadigde staarten zijn recht en kunnen daarom stevig in elkaar worden gepakt. Daarentegen bevatten onverzadigde vetzuurstaarten dubbele bindingen tussen koolstofatomen, waardoor ze een geknikte vorm krijgen en een strakke pakking wordt voorkomen. Het verhogen van het relatieve aandeel van fosfolipiden met onverzadigde staarten resulteert in een meer vloeibaar membraan. Organismen zoals bacteriën engisten die te maken hebben met schommelingen in de omgevingstemperatuur zijn in staat om het vetzuurgehalte van hun membranen aan te passen om een relatief constante vloeibaarheid te behouden.
In celmembranen kan cholesterol een interactie aangaan met koppen van fosfolipiden, waardoor het proximale deel van de koolwaterstofketen gedeeltelijk wordt geïmmobiliseerd. Deze interactie vermindert het vermogen van polaire moleculen om het membraan te passeren. Cholesterol verhindert ook dat de fosfolipiden stevig op elkaar worden gepakt, waardoor de kans op bevriezing van het membraan wordt voorkomen. Evenzo fungeert cholesterol als een structurele buffer wanneer de temperatuur te hoog wordt, waardoor overmatige vloeibaarheid wordt beperkt.
Cholesterol zou ook een rol spelen bij de organisatie van membraanlipiden en eiwitten in functionele groepen die lipide-vlotten worden genoemd. Aangenomen wordt dat deze groepen eiwitten, fosfolipiden en cholesterol delen van het membraan in compartimenten verdelen, waardoor moleculen met vergelijkbare rollen dicht bij elkaar worden geplaatst. Het specifiekestructuur en functie van deze membraanpleisters zijn onduidelijk en een actief onderzoeksgebied.
