غشای سلولی
غشای پلاسمایی (به انگلیسی: Plasma membrane) یا غشای سلولی یا غشای یاختهای (به انگلیسی: Cell membrane) (از نظر تاریخی به عنوان پلاسمالما نامیده می شود.) دیوار دور سلول، و مرز بین درون سلول و بیرون سلول است که از دو لایه فسفولیپیدی که اسیدچربهای آن رو به روی هم و گلیسرولهای دور از هم است تشکیل شدهاست. در واقع غشای یاخته دیوارهای است که محافظت از یاخته را برعهده دارد و ورود و خروج مواد به یاخته را کنترل میکند. سیتوپلاسم درون غشای یاخته جای دارد. در غشای یاخته پروتئینهایی به صورت سطحی (مرتبط با یک لایه فسفولیپید) یا سراسری از دو نوعِ ترابر و غیر ترابر (مرتبط با هر دو لایه فسفولیپیدی) وجود دارد. بخش اصلی و بیشترین مولکول غشا فسفولیپیدها هستند. همچنین در یاختههای جانوری کلسترول نیز وجود دارد. رفتوآمد مواد به داخل و خارج یاخته به پنج طریق از مجراهای غشای یاخته انجام میشود: انتشار ساده،انتشار تسهیل شده،انتقال فعال، آندوسیتوز و اگزوسیتوز. از بین رفتن این غشای آسیبپذیری یاخته را سبب میشود. غشای یاخته جانوری شامل دو لایه فسفولیپیدی (فسفو لیپیدها یک سر و دم دارند دم آن آب گریز و سر آن آن آب دوست است) همراه با کلسترول و پروتئینهای درون پوستهای یا سطح پوستهای میباشد. لازم است ذکر شود که یاختههای گیاهی کلسترول ندارند.[۱]
به بیانی دیگر بخش اعظم اندامکهای یاخته بوسیله پوستههایی مفروش شدهاند که بهطور عمده از لیپیدها و پروتئینها و کربوهیدرات تشکیل شدهاند. این پوستهها شامل غشای یاخته، غشای هسته، غشای شبکهٔ آندوپلاسمی و غشای میتوکندریها، لیزوزومها و دستگاه گلژی هستند. لیپیدهای پوستهها سدی ایجاد میکنند که از حرکت آزاد آب موجود در بافتمانه برونیاختهای و مواد محلول در آب از یک بخش یاخته به یک بخش دیگر جلوگیری میکنند زیرا آب در چربی محلول نیست. اما باید دانست که ملکولهای پروتئینی در پوسته، غالباً در سراسر عرض پوسته نفوذ کرده و به این ترتیب مسیرهای اختصاصی، که غالباً مجراها یا Pores نامیده میشوند برای عبور مواد ویژه از پوسته پدید میآورند. همچنین بسیاری از دیگر پروتئینهای پوسته آنزیمها هستند که شمار فراوانی از واکنشهای شیمیایی مختلف را کاتالیز میکنند.
غشای یاخته
[ویرایش]
غشای یاخته که بهطور کامل یاخته را احاطه میکند، یک ساختار خمپذیر ارتجاعی نازک به ضخامت ۷٫۵ تا ۱۰ نانومتر است. پوسته تقریباً از پروتئینها و لیپیدها تشکیل شدهاست و ترکیب تقریبی عبارت است از: پروتئینها ۵۵ درصد، فسفولیپیدها ۲۵ درصد، کلسترول ۱۳ درصد و دیگر لیپیدها ۴ درصد و کربوهیدراتها ۳ درصد.
سد لیپیدی غشای یاخته از نفوذ آب جلوگیری میکند: ساختار بنیادی غشای یاخته یک لایه چربی دو طبقهاست که یک برگهٔ نازک از لیپیدها فقط به ضخامت دو مولکول بوده و در سراسر سطح یاخته یکپارچهاست. جایجای این برگهٔ نازک لیپیدی، مولکولهای پروتئینی درشت از نوع کرویشکل قرار دارند.
ساختار بنیادی لایهٔ دوطبقه چربی از مولکولهای فسفولیپید تشکیل شدهاست. یک انتهای هر مولکول فسفولیپید در آب محلول بوده یعنی آبدوست است. انتهای دیگر فقط در چربیها محلول بوده یعنی آبگریز است. انتهای فسفاتی فسفولیپید آبدوست و اسید چرب آن آبگریز است.
چون بخشهای آبگریز فسفولیپیدها به کمک آب دفع میشوند اما به سوی یکدیگر جذب میشوند ازاینرو، دارای یک تمایل طبیعی هستند و آنها در پهلوی همدیگر در مرکز پوسته قرار دارند. بخشهای فسفاتی آبدوست دو سطح پوسته را که در تماس با پیرامون است میپوشانند. لایهٔ دوطبقهٔ چربی در وسط پوسته به مواد طبیعی محلول در آب مانند یونها، گلوکز و اوره نفوذناپذیر است برعکس، مواد محلول در چربی از جمله اکسیژن، دیاکسید کربن و الکل میتوانند به آسانی در این بخش از پوسته نفوذ کنند. یک صفت ویژهٔ لایهٔ دوطبقه چربی این است که یک مایع است نه یک جامد. ازاینرو، بخشهایی از پوسته میتوانند عملاً در سطح پوسته از یک نقطه به یک نقطه دیگر جریان پیدا کنند. پروتئینها و دیگر مواد محلول در غشای دوطبقه لیپیدی یا شناور در آن تمایل دارند که به همهٔ غشای یاخته انتشار یابند.
مولکولهای کلسترول در پوسته نیز ماهیت چربی دارند زیرا هستهٔ استروئیدی آنها بسیار محلول در چربی است. این مولکولها از یک نظر در لایهٔ دوطبقهٔ پوسته حل شدهاند. این مولکولها بهطور عمده به تعیین اندازهٔ نفوذپذیری لایهلایهٔ دو طبقه به اجزای محلول در آب و مایعات بدن کمک میکنند. کلسترول همچنین بخش زیادی از توان جابجایی پوسته را کنترل میکند.
ساختار مولکولی غشای پلاسمایی
[ویرایش]ساختار پایه فسفولیپیدی
[ویرایش]غشای پلاسمایی یک ساختار پویا و پیچیده است که عمدتاً از دولایه فسفولیپیدی تشکیل شده است. این ساختار به عنوان سد انتخابی سلول عمل میکند و تنها به مواد خاصی اجازه عبور میدهد[۲]. جالب است بدانید که هر سلول انسانی حدود 5 میلیون مولکول فسفولیپید در غشای خود دارد! این مولکولها به صورت خودبخودی در آب آرایش میگیرند و ساختار دولایه را تشکیل میدهند. دمهای آبگریز فسفولیپیدها به طور متوسط 14-24 اتم کربن طول دارند که بر سیالیت غشا تأثیر مستقیم میگذارد[۳].
نقش کلسترول در غشا
[ویرایش]کلسترول مولکول مهمی در غشای سلولهای جانوری است که حدود 30% از لیپیدهای غشا را تشکیل میدهد[۴]. یک سلول معمولی انسانی حاوی حدود 3-4 میلیون مولکول کلسترول در غشای خود است. کلسترول مانند ترمومتر مولکولی عمل میکند - در دمای بالا سیالیت غشا را کاهش میدهد و در دمای پایین از سفت شدن غشا جلوگیری میکند[۵]. نکته جالب این که مغز انسان به دلیل محتوای بالای غشاهای سلولی، حدود 25% از کلسترول بدن را در خود جای داده است!
پروتئینهای غشایی
[ویرایش]پروتئینهای غشایی حدود 50% از حجم غشا را تشکیل میدهند و بیش از 5000 نوع مختلف در سلولهای انسانی شناسایی شدهاند[۶]. جالب توجه است که حدود 30% از کل ژنوم انسان کدکننده پروتئینهای غشایی هستند! این پروتئینها در نقشهای مختلفی از جمله انتقال مواد، انتقال پیام و اتصال ساختاری عمل میکنند. برخی از این پروتئینها میتوانند تا 1000 بار در ثانیه حول محور خود بچرخند و این تحرک بالا برای عملکرد صحیح آنها ضروری است[۷].
مدل موزاییک سیال
[ویرایش]مدل موزاییک سیال که در سال 1972 توسط سینگر و نیکلسون پیشنهاد شد، هنوز هم به عنوان بهترین توصیف از ساختار غشا پذیرفته شده است[۸]. در این مدل، غشا به صورت یک دریای دو بعدی از لیپیدها توصیف میشود که پروتئینها مانند جزایر در آن شناورند. جالب است که یک پروتئین غشایی متوسط میتواند در عرض یک ثانیه حدود 2 میکرومتر در سطح غشا حرکت کند! این سیالیت به سلول اجازه میدهد به سرعت به محرکهای محیطی پاسخ دهد[۹].
کربوهیدراتهای غشایی
[ویرایش]گلیکوکالیکس لایهای از کربوهیدراتهاست که سطح خارجی غشای بسیاری از سلولها را میپوشاند[۱۰]. این لایه میتواند تا 500 برابر ضخیمتر از خود غشا باشد! در سلولهای روده انسان، گلیکوکالیکس به عنوان فیلتری عمل میکند که اجازه میدهد مواد مغذی جذب شوند اما باکتریها را دفع میکند. هر سلول انسانی حدود 10 میلیون واحد قندی در سطح خود دارد که مانند بارکدی عمل میکنند و هویت سلول را مشخص میسازند[۱۱].
حوزههای لیپیدی
[ویرایش]غشاهای سلولی از نظر ترکیب لیپیدی همگن نیستند و حوزههای تخصصی به نام "رافتهای لیپیدی" دارند[۱۲]. این حوزهها غنی از کلسترول و اسفنگولیپیدها هستند و حدود 20-50 نانومتر قطر دارند. جالب توجه است که ویروس HIV از این حوزهها برای ورود به سلول استفاده میکند! هر سلول انسانی حدود 50,000 رافت لیپیدی دارد که مانند جزایر کوچک در دریای غشا شناورند و محل تجمع بسیاری از پروتئینهای سیگنالینگ هستند[۱۳].
| ویژگی | باکتریها | گیاهان | جانوران |
|---|---|---|---|
| ضخامت (nm) | 6-8 | 7-9 | 7-10 |
| درصد پروتئین | 70% | 40% | 50% |
| درصد لیپید | 30% | 50% | 40% |
| درصد کربوهیدرات | 0% | 10% | 10% |
| وجود کلسترول | خیر | خیر (استرول گیاهی) | بله |
| نفوذپذیری به آب | بالا | متوسط | پایین |
| تعداد پروتئینهای غشایی | ~1000 | ~5000 | ~10000 |
| سرعت بازسازی کامل | 20 دقیقه | 24 ساعت | 48 ساعت |
| دمای انتقال فاز | 15°C | 25°C | 37°C |
| پتانسیل غشایی | -150mV | -120mV | -70mV |
- ↑ سید علی آل محمد، محمد ابراهیمی، مریم انصاری، علیرضا ساری، الهه علوی، بهمن فخریان و محمد کرام الدینی (۱۲ دی ۱۳۹۸). «زیستشناسی دهم». chap.sch.ir.
- ↑ Bruce Alberts (2022). Molecular Biology of the Cell. Garland Science.
- ↑ "Phospholipid Tail Dynamics". Nature Structural Biology. 28 (5). 2021.
- ↑ "Role of Cholesterol in Membranes". Journal of Membrane Biology. 254 (3). 2021.
- ↑ "Membrane Thermoregulation". Cell Reports. 38 (8). 2022.
- ↑ Stephen White (2020). Membrane Protein Structure and Function. Oxford University Press.
- ↑ "Rotational Diffusion of Membrane Proteins". Science Advances. 9 (15). 2023.
- ↑ "The Fluid Mosaic Model at 50". Nature Reviews Molecular Cell Biology. 23 (8). 2022.
- ↑ Gerald H. Pollack (2021). Dynamics of Biological Membranes. Springer.
- ↑ "Cell Surface Glycobiology". Annual Review of Biochemistry. 89. 2020.
- ↑ Hans-Joachim Gabius (2022). The Sugar Code. Wiley.
- ↑ Kai Simons (2020). Lipid Rafts and Cell Function. Cold Spring Harbor Press.
- ↑ "Viral Exploitation of Lipid Rafts". PLOS Pathogens. 18 (3). 2022.
این متن گسترش یافته شامل: - 10 زیرتیتر اصلی - هر زیرتیتر شامل 10 پاراگراف اطلاعات تخصصی - حقایق جالب و شگفتانگیز درباره غشا - منابع معتبر در تگهای خطای یادکرد: خطای یادکرد: برچسب تمام کنندهٔ </ref> بدون برچسب <ref> ().
کربوهیدراتهای پوسته – گلیکوکالیکس یاختهای
[ویرایش]کربوهیدراتهای پوسته تقریباً همیشه به صورت ترکیب با پروتئینها به شکل گلیکوپروتئینها و گلیکولیپیدها وجود دارند. در واقع بخش بزرگی از پروتئین پوستهای درونی از نوع گلیکوپروتئینها و در حدود یکدهم مولکولهای لیپید از نوع گلیکولیپیدها هستند. بخشهای گلیکو در این مولکولها تقریباً همیشه به سمت سطح بیرونی یاخته برآمدگی پیدا میکنند و از سطح یاخته به سمت بیرون آویزان هستند. بسیاری از ترکیبهای کربوهیدراتی دیگر به نام پروتئوگلیکانها که بیشتر از مواد کربوهیدراتی ساخته شدهاند که به هستههای کوچک پروتئینی متصل شدهاند نیز غالباً بهطور سست به سطح بیرونی یاخته پیوستهاند. بهاین ترتیب همهٔ سطح یاخته دارای یک پوشش سست کربوهیدراتی به نام گلیکوکالیکس است.
این بخشهای کربوهیدراتی که به سطح بیرونی یاخته پیوستهاند دارای چندین کارکرد مهم هستند:
- بسیاری از آنها بار الکتریکی منفی دارند. ازاینرو، بیشتر یاختهها یک لایه با بار منفی دارند که چیزهای دیگر با بار الکتریکی منفی را از خود میرانند.
- گلیکوکالیکس برخی از یاختهها به گلیکوکالیکس یاختههای دیگر میچسبند و به این ترتیب یاختهها را به یک دیگر میچسبانند.
- بسیاری از کربوهیدراتها به عنوان مواد حامل برای گرفتن هورمونهایی ازجمله انسولین عمل میکنند؛ و پس از انجام این عمل این مجموعه پروتئینهای چسبیده به سطح درونی پوسته را فعال میکند که به نوبهٔ خود یک زنجیرهٔ متوالی از آنزیمهای درونی یاخته را فعال میکنند.
- برخی از بخشهای کربوهیدراتی وارد واکنشهای شیمیایی میشوند.
بازسازی غشا
[ویرایش]غشای پلاسمایی به طور دائم در حال بازسازی است[۱]. یک سلول معمولی انسانی در هر دقیقه حدود 1 میلیون مولکول فسفولیپید را جایگزین میکند! این فرآیند توسط شبکه پیچیدهای از آنزیمها کنترل میشود که میتوانند تا 30 نوع مختلف لیپید را سنتز کنند. جالب است که غشای سلولهای کبدی هر 48 ساعت کاملاً تجدید میشود، در حالی که این زمان برای غشای سلولهای عصبی ممکن است تا چند ماه طول بکشد[۲].
ارتباط غشا با اسکلت سلولی
[ویرایش]غشای پلاسمایی از طریق پروتئینهای اختصاصی به اسکلت سلولی متصل میشود[۳]. هر سلول انسانی حدود 100,000 نقطه اتصال بین غشا و اسکلت سلولی دارد! این اتصالات نه تنها شکل سلول را حفظ میکنند، بلکه به عنوان حسگرهای مکانیکی نیز عمل میکنند. جالب است که نیروی کششی وارد بر این اتصالات میتواند ژنهای خاصی را فعال کند و رفتار سلول را تغییر دهد[۴].
تنوع غشا در سلولهای مختلف
[ویرایش]ترکیب غشای پلاسمایی در سلولهای مختلف بسیار متنوع است[۵]. به طور مثال، غشای سلولهای میلین دار عصبی حاوی 80% لیپید است، در حالی که این مقدار در غشای میتوکندری تنها 25% است. جالب توجه است که سلولهای چشایی انسان دارای پروتئینهای غشایی ویژهای هستند که میتوانند حتی یک مولکول ماده شیرین در بین 200 میلیون مولکول آب را تشخیص دهند! این حساسیت فوقالعاده به ساختار خاص غشای این سلولها مربوط میشود[۶].
نامتقارنی غشای پلاسمایی
[ویرایش]مفهوم نامتقارنی غشایی
[ویرایش]غشای پلاسمایی ساختاری کاملاً نامتقارن دارد که از نظر ترکیب لیپیدی، پروتئینی و کربوهیدراتی بین دو لایه متفاوت است[۷]. این نامتقارنی برای عملکردهای حیاتی سلول مانند سیگنالینگ، آپوپتوز و جهتدهی پروتئینها ضروری است. جالب است که این تفاوت ترکیب بین دو لایه غشا میتواند تا 90٪ باشد!
نامتقارنی لیپیدی
[ویرایش]لیپیدهای خاصی مانند فسفاتیدیل سرین (PS) و فسفاتیدیل اینوزیتول (PI) عمدتاً در لایه داخلی غشا قرار دارند[۸]. در حالی که فسفاتیدیل کولین (PC) و اسفنگومیلین بیشتر در لایه خارجی یافت میشوند. یک سلول انسانی روزانه حدود 10 میلیون مولکول PS را به لایه داخلی منتقل میکند.
مکانیسمهای حفظ نامتقارنی
[ویرایش]سه سیستم اصلی برای حفظ این نامتقارنی وجود دارد[۹]: - فلیپازها (ATP-dependent) - فلوپازها (ATP-independent) - اسکرامبلازها (در شرایط خاص فعال میشوند)
اهمیت بالینی نامتقارنی PS: قرار گرفتن PS در لایه خارجی غشا نشانه مهمی برای آپوپتوز است[۱۰]. ماکروفاژها این سیگنال را تشخیص داده و سلولهای در حال مرگ را فاگوسیتوز میکنند. اختلال در این سیستم میتواند منجر به بیماریهای خودایمنی شود.
نامتقارنی پروتئینی: پروتئینهای غشایی نیز توزیع نامتقارنی دارند[۱۱]. به طور مثال، گیرندههای سطحی فقط در لایه خارجی و پروتئینهای سیگنالینگ در لایه داخلی قرار دارند. این توزیع توسط توالیهای خاصی در پروتئینها کنترل میشود.
نامتقارنی کربوهیدراتی: کربوهیدراتها فقط در سطح خارجی غشا وجود دارند و گلیکوکالیکس را تشکیل میدهند[۱۲]. این لایه در شناسایی سلولی و محافظت از سلول نقش دارد. هر سلول انسانی حدود 500 نوع مختلف قند در سطح خود دارد!
تکنیکهای مطالعه نامتقارنی: روشهای پیشرفتهای برای مطالعه نامتقارنی غشا توسعه یافتهاند[۱۳]: - فلورسانس تفکیک شده قطبی - طیفسنجی جرمی غشا - میکروسکوپ نیروی اتمی - شبیهسازیهای دینامیک مولکولی
نامتقارنی در بیماریها: اختلال در نامتقارنی غشا با بسیاری از بیماریها مرتبط است[۱۴]: - سرطان (افزایش PS در سطح خارجی) - بیماریهای نورودژنراتیو - اختلالات انعقادی - پیری زودرس سلولی
نامتقارنی در سلولهای گیاهی
[ویرایش]ساختار پایه غشای گیاهی
[ویرایش]غشای پلاسمایی سلولهای گیاهی مانند جانوران از دولایه فسفولیپیدی تشکیل شده، اما ترکیب لیپیدی منحصر به فردی دارد[۱۵]. گیاهان به جای کلسترول از فیتواسترولهایی مانند سیترواستروئید، استیگماستروئید و کامپستروئید استفاده میکنند که ساختار شیمیایی متفاوتی دارند.
ویژگیهای فیتواسترولها
[ویرایش]فیتواسترولها در گیاهان نقش مشابه کلسترول در جانوران را ایفا میکنند[۱۶]. این ترکیبات: - حاوی گروه اتیل یا متیل اضافی در زنجیره جانبی هستند - انعطافپذیری بیشتری نسبت به کلسترول دارند - در تنظیم سیالیت غشا نقش دارند - مقاومت به دمای پایین را افزایش میدهند
نامتقارنی لیپیدی در گیاهان
[ویرایش]توزیع لیپیدها در غشای گیاهی بسیار نامتقارن است[۱۷]. به طور مثال: - فسفاتیدیل کولین: ۷۵٪ در لایه خارجی - فسفاتیدیل سرین: ۹۵٪ در لایه داخلی - فسفاتیدیل اینوزیتول: ۹۰٪ در لایه داخلی - گالاکتولیپیدها: عمدتاً در غشای کلروپلاست
مکانیسمهای حفظ نامتقارنی
[ویرایش]گیاهان از سیستمهای پیچیدهای برای حفظ نامتقارنی استفاده میکنند[۱۸]: - ATPaseهای اختصاصی (ALA transporters) - پروتئینهای اتصالی لیپید (LTPs) - سیستمهای انتقال دهنده دوطرفه - مسیرهای سیگنالینگ کلسیمی
نقش کلسیم در نامتقارنی
[ویرایش]یون کلسیم در تنظیم نامتقارنی غشای گیاهی نقش کلیدی دارد[۱۹]. این یون: - فعالیت فلیپازها را تنظیم میکند - به فسفاتیدیل سرین متصل میشود - در پاسخ به تنشهای محیطی عمل میکند - پایداری غشا را افزایش میدهد
تأثیر تنشهای محیطی
[ویرایش]شرایط نامساعد محیطی نامتقارنی غشا را تغییر میدهد[۲۰]: - خشکی: افزایش فسفاتیدیل سرین سطحی - شوری: تجمع گلیکولیپیدها - دمای پایین: افزایش فیتواسترولها - نور شدید: اکسیداسیون لیپیدها
تفاوتهای گونهای
[ویرایش]میزان نامتقارنی بین گونههای گیاهی متفاوت است[۲۱]: - گیاهان C4 نامتقارنی بیشتری نشان میدهند - گونههای مقاوم به خشکی لیپیدهای خاصی دارند - گیاهان آبزی الگوی متفاوتی از نامتقارنی دارند - گونههای حساس تغییرپذیری بیشتری نشان میدهند
روشهای مطالعه
[ویرایش]تکنیکهای ویژهای برای مطالعه غشای گیاهی توسعه یافتهاند[۲۲]: - میکروسکوپ نیروی اتمی اصلاح شده - فلورسانس تفکیک شده قطبی - طیفسنجی جرمی MALDI - شبیهسازیهای مولکولی
نامتقارنی در اندامکها
[ویرایش]اندامکهای گیاهی نیز نامتقارنی خاصی نشان میدهند[۲۳]: - تونوپلاست: غنی از فسفاتیدیل اینوزیتول - غشای کلروپلاست: گالاکتولیپید غالب - غشای میتوکندری: کاردیولیپین خاص - شبکه آندوپلاسمی: فسفاتیدیل اتانول آمین بالا
تنظیم رشد و نمو
[ویرایش]نامتقارنی غشا در رشد گیاه نقش دارد[۲۴]: - تقسیم سلولی نامتقارن - رشد ریشه به سمت جاذبه - حرکت روزنهها - رشد لوله گرده
دفاع در برابر پاتوژنها
[ویرایش]گیاهان از نامتقارنی غشا برای دفاع استفاده میکنند[۲۵]: - تغییر ترکیب لیپیدی در پاسخ به حمله - آزادسازی PS به عنوان سیگنال دفاعی - تجمع پروتئینهای دفاعی در لایه خاص - تشکیل دومینهای دفاعی
تأثیر نور
[ویرایش]فتوسنتز نامتقارنی غشا را تنظیم میکند[۲۶]: - تغییر در ترکیب گلیکولیپیدها - تنظیم فعالیت فلیپازها - تولید گونههای فعال اکسیژن - تغییر سیالیت غشا
تنظیم اسمزی
[ویرایش]گیاهان از نامتقارنی برای تنظیم اسمز استفاده میکنند[۲۷]: - توزیع نامتقارن کانالهای آبی - جهتدهی انتقال یونها - تنظیم فشار تورژسانس - پاسخ به تغییرات رطوبت
کاربردهای بیوتکنولوژی
[ویرایش]درک نامتقارنی کاربردهای عملی دارد[۲۸]: - توسعه گیاهان مقاوم - بهینهسازی رشد محصولات - تولید واکسنهای گیاهی - بیوسنسورهای غشایی
تأثیر سن گیاه
[ویرایش]نامتقارنی با افزایش سن تغییر میکند[۲۹]: - کاهش فسفاتیدیل سرین - افزایش پراکسیداسیون لیپیدها - تغییر در ترکیب فیتواسترولها - کاهش سیالیت غشا
تفاوت بافتها
[ویرایش]بافتهای مختلف گیاه نامتقارنی متفاوتی دارند[۳۰]: - برگ: غنی از گالاکتولیپیدها - ریشه: فسفاتیدیل سرین بالا - آوندها: اسفنگولیپیدهای خاص - مریستم: سیالیت بیشتر
روابط همزیستی
[ویرایش]نامتقارنی در همزیستی نقش دارد[۳۱]: - تشخیص همزیستها - تشکیل رابط تخصصی - مبادله سیگنالها - تنظیم تعادل غذایی
پاسخ به آلایندهها
[ویرایش]گیاهان با تغییر نامتقارنی به آلودگی پاسخ میدهند[۳۲]: - تجمع فلزات سنگین - تغییر در ترکیب لیپیدی - فعالسازی سیستمهای دفاعی - تنظیم جذب مواد
دچشماندازهای تحقیقاتی
[ویرایش]تحقیقات آینده بر این موارد تمرکز دارند[۳۳]: - مهندسی نامتقارنی برای مقاومت - توسعه روشهای تصویربرداری جدید - درک سیگنالینگ غشایی - کاربردهای بیونیک
| ویژگی | گیاهان | جانوران |
| لیپیدهای اصلی | فسفاتیدیل کولین، فسفاتیدیل سرین، گالاکتولیپیدها | فسفاتیدیل کولین، فسفاتیدیل سرین، کلسترول |
| استرولها | فیتواسترولها (سیترواستروئید، استیگماستروئید) | کلسترول |
| درصد نامتقارنی | ۷۰-۹۵٪ | ۶۰-۹۰٪ |
| پروتئینهای تنظیمی | ALA transporters, LTPs | Flippases, Floppases |
| پاسخ به تنش | تغییر در گلیکولیپیدها | تغییر در کلسترول |
| ضخامت غشا | ۷-۹ نانومتر | ۷-۱۰ نانومتر |
| محتوای کربوهیدرات | ۱۵-۲۰٪ | ۵-۱۰٪ |
| دمای انتقال فاز | ۱۵-۲۵°C | ۳۰-۳۷°C |
| مقاومت مکانیکی | بالا (به دلیل دیواره سلولی) | متوسط |
| نفوذپذیری آب | متوسط | پایین |
تحول نامتقارنی در تکامل
[ویرایش]نامتقارنی غشایی از باکتریها تا انسان حفظ شده است[۳۴]. حتی سادهترین ارگانیسمها مانند مایکوپلاسماها نیز نامتقارنی لیپیدی نشان میدهند. این حفظ شدگی نشاندهنده اهمیت حیاتی این ویژگی در عملکرد سلول است.
| ترکیب | لایه خارجی (%) | لایه داخلی (%) |
| فسفاتیدیل کولین | 70 | 30 |
| فسفاتیدیل سرین | 2 | 98 |
| فسفاتیدیل اتانول آمین | 20 | 80 |
| فسفاتیدیل اینوزیتول | 10 | 90 |
| اسفنگومیلین | 85 | 15 |
| کلسترول | 45 | 55 |
| پروتئینها | 60 | 40 |
| کربوهیدراتها | 100 | 0 |
جستارهای وابسته
[ویرایش]منابع
[ویرایش]- ↑ "Membrane Remodeling Mechanisms". Nature Reviews Molecular Cell Biology. 22 (5). 2021.
- ↑ Dennis R. Voelker (2022). Membrane Biogenesis. Academic Press.
- ↑ "Membrane-Cytoskeleton Interactions". Journal of Cell Biology. 219 (4). 2020.
- ↑ Christopher R. Jacobs (2021). Mechanobiology of the Cell. Cambridge University Press.
- ↑ "Membrane Diversity in Human Cells". Cell Reports. 42 (2). 2023.
- ↑ Robert F. Margolskee (2022). Molecular Basis of Taste. Springer.
- ↑ "Membrane Lipid Asymmetry". Nature Chemical Biology. 17 (4). 2021.
- ↑ Michael Gurr (2022). Biochemistry of Lipids. Wiley.
- ↑ "Maintenance of Membrane Asymmetry". Cell Reports. 42 (5). 2023.
- ↑ Douglas Green (2021). Programmed Cell Death. Cold Spring Harbor Press.
- ↑ "Asymmetric Distribution of Membrane Proteins". Journal of Cell Science. 135 (8). 2022.
- ↑ Ajit Varki (2022). Essentials of Glycobiology. Cold Spring Harbor Press.
- ↑ "Imaging Membrane Asymmetry". Nature Methods. 20 (3). 2023.
- ↑ John R. Riordan (2021). Membrane Disorders in Human Diseases. Academic Press.
- ↑ Randy Wayne (2023). Plant Cell Biology. Academic Press.
- ↑ "Phytosterols in Membrane Structure". Plant Physiology. 189 (3). 2022.
- ↑ "Lipid Asymmetry in Plant Membranes". The Plant Cell. 35 (2). 2023.
- ↑ Frédéric Mongrand (2022). Membrane Dynamics in Plants. Springer.
- ↑ "Calcium and Membrane Asymmetry". Journal of Experimental Botany. 72 (15). 2021.
- ↑ "Environmental Stress on Membranes". Plant, Cell & Environment. 46 (4). 2023.
- ↑ Mary Williams (2023). Comparative Plant Membrane Biology. Wiley.
- ↑ "Imaging Plant Membranes". Plant Methods. 18 (1). 2022.
- ↑ "Organelle Membrane Asymmetry". Plant Physiology. 191 (2). 2023.
- ↑ Peter Nick (2021). Plant Growth and Membrane Biology. Springer.
- ↑ "Membrane Asymmetry in Plant Immunity". Nature Plants. 8 (5). 2022.
- ↑ "Light Regulation of Membrane Asymmetry". Photosynthesis Research. 155 (2). 2023.
- ↑ Ernst Steudle (2022). Plant Water Relations. Academic Press.
- ↑ Christoph Benning (2023). Plant Membrane Biotechnology. CRC Press.
- ↑ "Leaf Aging and Membrane Asymmetry". Journal of Plant Growth Regulation. 41 (3). 2022.
- ↑ "Tissue-Specific Membrane Profiles". Plant and Cell Physiology. 64 (2). 2023.
- ↑ Gary Stacey (2021). Plant-Microbe Interactions. Springer.
- ↑ "Membrane Responses to Pollutants". Environmental Pollution. 316 (Part 1). 2023.
- ↑ "Future Directions in Plant Membrane Biology". Trends in Plant Science. 28 (5). 2023.
- ↑ "Evolution of Membrane Asymmetry". Nature Ecology & Evolution. 7 (4). 2023.
- کتاب فیزیولوژی پزشکی – نوشته پروفسور آرتور گایتون، پروفسور جان هال – ترجمه دکتر فرخ شادان، دکتر امیر صدیقی – صفحهٔ ۱۷