生体膜は非常に薄い（平均厚さは 5 ナノメートル）にもかかわらず、非常に多用途かつ複雑で、細胞活動においてさまざまな機能を果たします。生体膜の機能の 1 つは、物質の通過を制御することです。生体膜は、特定の化合物の通過を許可し、他の化合物の通過を阻止し、細胞のニーズに適した内部細胞環境を維持します。したがって、生体膜は 半透性で ある、または 選択透過性 を持っていると言われます。
ほとんどの膜機能はタンパク質分子に依存しています。膜を構成する特定のタンパク質は、イオンやより小さな分子の細胞内外への通過を制御する選択ポンプとして機能します。さらに、このようなタンパク質は、 ATP の生成に非常に重要なプロトン勾配を生成します。他のものは外表面に位置し、ホルモン受容体の場合と同様に、環境中の特定の物質を識別し、それらの物質の反応を刺激することができます。さらに、これらのタンパク質の一部は酵素としても機能し、さまざまな代謝反応を触媒します。
脂質は二重層で存在し、生体膜に物理的形状を与える役割を果たします。これらの構造を構成する脂質分子は比較的小さく、親水性領域と疎水性領域があります。
- 親水性領域 – 脂質分子の「頭部」に相当する部分は帯電しているため、水分子と親和性があります。
- 疎水性領域 – 分子の「尾部」に相当する領域で、非極性 脂肪酸 によって形成されるため、水に溶けません。
生体膜を構成する脂質の種類の 1 つは、リン脂質二重層の剛性を高めることができる 有機化合物であるコレステロール です。しかし、このステロイドは植物の膜を構成しないため、植物の膜は動物細胞の膜よりも流動的です。また、原核生物の膜には大量の コレステロール が含まれていないため、すべての生体膜の中で最も流動性が高いのです。
いくつかの研究は、これらの膜内では、リン脂質が（群衆の中で団結している人々のように）並んで分布しており、しかし相互の接触を失うことなく絶えず移動していることを示しています。一方、タンパク質は脂質二重層に閉じ込められており、モザイクの中の石に似ています。 流体モザイク と呼ばれるこのモデルは、1972 年に研究者のジョナサン シンガーとガース ニコルソンによって最初に定式化され、膜に関して最も受け入れられています。
参考文献:
アマビス、ホセ・マリアーノ、マルソ、ジルベルト・ロドリゲス。生物学第 1 巻。サンパウロ：モデルナ、2004 年。
http://www.colegiogregormendel.com.br/gm_colegio/pdf/2012/textos/3ano/biologia/4.pdf
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