細胞膜の流動モザイクモデル

細胞膜は親水性の頭と疎水性の尾からなる両親媒性のリン脂質の二重層からなっています。その両親媒性の性質からリン脂質を水に入れると親水性頭を外側に疎水性尾を内側に向けた二重層をつくります。二重層を結ぶ分子間結合力は弱いので、各脂質分子はそれぞれの層の中で、時には層の間を、飛び乗るように位置を変え、比較的自由に動きます。肥満者でよく問題になるコレステロールもここで働きます。

細胞膜の流動性と柔軟性

細胞膜の流動性と柔軟性は、疎水性尾の密集を妨げる不飽和脂肪酸があると増大します。二重層にはリン脂質とほぼ1対1の割合でコレステロール分子があります。コレステロール分子も両親媒性で、ねじれた形をもち、脂肪酸の尾が密集するのを妨げるとともに、不飽和脂肪酸のよじれた尾の間にできる隙間を埋めています。このようにコレステロール分子はリン脂質二重層の流動性を調節し、安定化を図ります。

細胞膜を扱う上で欠かせないのがタンパク質です。タンパク分子は細胞膜全量のほぼ半分を占めます。そのあるものは膜内に組み込まれ(内在性タンパク質)、あるものは膜の内外の表面に弱い静電気で付着(外在性タンパク質)しています。ある内在性タンパク質は膜を横切る形で存在し、表裏に露出しています。
これを膜貫通タンパク質といい、これは膜内では疎水性の中心体で保持されているので、膜面にそって自由に漂うことが出来ます。これらのタンパク質の脂質層から突出している部位が親水性です。一部の膜タンパク質は細胞骨格を介して細胞内構造に定着しています。
リン脂質は半透膜であり、水や疎水性分子は通しますが、生体維持に必須となる糖やアミノ酸、イオンは通る事はできません。
この糖、アミノ酸、イオンの通り道が貫通膜タンパク質になります。
こういったタンパク質のことを担体といい、これらにチャネルやポンプが含まれます。

膜タンパク質の働き

この膜タンパク質の働きで細胞膜は半透膜でありながら選択的透過性を持つことが出来ます。
このように細胞膜は、リン脂質二重層からなり、親水性頭部を外側、疎水性尾部を内側に持ち、タンパク質が膜を貫通し、リン脂質・タンパク質ともに流動的に動くことが出来ます。
このような構造を流動モザイクモデルといいます。

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