How big is Fosfolipida dutavolo?

Fosfolipida dutavolo estas tavolo de fosfolipidaj molekuloj, kiu konsistas el du tavoloj, kaj ĝi estas la baza strukturo de preskaŭ ĉiuj ĉelmembranoj. Ĝi estas ĉirkaŭ 5 nanometrojn dika, mezurite de la ekstera rando de la kapoj de la molekuloj sur unu flanko ĝis tiuj sur la alia. Nanometro estas miliardono de metro.

Grando

Ĉiu fosfolipido havas kapon, kiun akvo altiras, kaj du vostojn, kiuj evitas ĝin. En dutavolo la kapoj turniĝas al la akvo sur ambaŭ flankoj, kaj la vostoj renkontiĝas en la mezo, formante akvorepuŝan kernon. Mezuradoj reviziitaj en 2000 donis 4,4–4,7 nanometrojn kiel la plenan dikecon de dutavoloj el fosfatidilkolino, ofta fosfolipido, en la fluida formo, kiu troviĝas en vivaj ĉeloj. En pli malvarma, pli ordigita formo ĝi atingas 5,2 nanometrojn.

La akvorepuŝa kerno konsistigas 2,6–2,9 nanometrojn de la dikeco de la fluida dutavolo. Veraj ĉelmembranoj miksas multajn specojn de lipidoj. Rentgenaj mezuradoj publikigitaj en 2004 trovis 3,6–4,3 nanometrojn inter la fosfataj grupoj sur la du flankoj de membranoj el hepataj ĉeloj de ratoj, kaj la kapoj etendiĝas iom preter la fosfatoj.

Membranoj estas ankaŭ plenaj je proteinoj, kiuj kovras ĉirkaŭ duonon de la areo de membrano, kaj multaj el la proteinoj elstaras preter la membrano sur ambaŭ flankoj. Kun ili inkluzivitaj, tuta membrano ofte estas priskribata kiel 5–10 nanometrojn dika.

Komparoj de grando

Du fosfolipidoj, ĉiu ĉirkaŭ 2–2,5 nanometrojn longa, metitaj vosto kontraŭ vosto, atingas de unu flanko de la dutavolo ĝis la alia.
Alfa helico el 20–25 aminoacidoj, 3–3,75 nanometrojn longa, estas sufiĉe longa por transiri la akvorepuŝan kernon. Proteinoj, kiuj trapasas membranojn, ofte faras tion tiel.
Porka cirkoviruso, unu el la plej malgrandaj konataj virusoj laŭ la stato de 2026, estas ĉirkaŭ 3,5 fojojn pli larĝa ol la dutavolo estas dika.
La dikeco de ĉirkaŭ 20 000 dutavoloj, amasigitaj unu sur alia, egalus al tiu de folio de papero, ĉirkaŭ 0,1 milimetroj.
Se dutavolo pligrandiĝus ĝis la dikeco de folio de papero, homa haro estus 1,6–2 metrojn dika.

Kion faras la dutavolo

La dutavolo apartigas la akvon kaj la dissolvitajn materiojn ene de ĉelo disde tiuj ekstere. Ĝia akvorepuŝa kerno estas baro por akvo kaj por substancoj, kies molekuloj estas ŝargitaj aŭ polusaj, kio signifas, ke la elektra ŝargo de polusa molekulo estas malegale distribuita. Fosfolipidoj mem formas dutavolon, kiam oni metas ilin en akvon, kaj la rezulto riparas sin mem. Tre fajna kudrilo povas trapiki ĉelmembranon sen krevigi ĝin, kaj la membrano refluas kune, kiam oni eltiras la kudrilon.

Kiel oni malkovris ĝin

Sciencistoj identigis la ĉelmembranon en la 1890-aj jaroj kaj trovis en 1915, ke ĝi konsistas ĉefe el lipidoj kaj proteinoj. En 1935 Hugh Davson kaj James Danielli proponis, ke ĝi estas konstruita kiel sandviĉo, kun lipidoj kiel plenigaĵo kaj proteinoj kiel pano. En la 1950-aj jaroj transmisiaj elektronaj mikroskopoj montris, ke la kerno de la membrano estas duobla tavolo, ne unuopa.

En 1972 S. J. Singer kaj Garth Nicolson proponis la modelon de fluida mozaiko, kiu ankoraŭ plej bone klarigas, kiel membranoj estas konstruitaj kaj funkcias. Ĝi prezentas membranon kiel mozaikon de fosfolipidoj, kolesterolo, proteinoj kaj karbonhidratoj, kiuj flosas kaj ŝoviĝas unu preter alia kiel malfiksaj kaheloj.