Граница · липидный бислой

Плазматическая мембрана

Живая кожа клетки

В кадре

Поверхность колышется, а белки дрейфуют вбок, потому что мембрана — это двумерная жидкость. Вблизи видно, как липиды толкаются и меняются местами, ионы проскальзывают через канал, а насос на каждые два иона калия, перенесённых внутрь, выводит наружу три иона натрия. Настоящий канал может пропускать десятки миллионов ионов в секунду; здесь всё колоссально замедлено.

Плёнка из фосфолипидов толщиной всего в две молекулы, около 4 нанометров, окутывающая всё, из чего состоит клетка. Любящие воду головки обращены наружу и внутрь, а маслянистые хвосты прячутся в середине, поэтому ионы и сахара не могут просто так просочиться сквозь неё. Около трети её липидов приходится на холестерин, который делает плёнку жёстче и менее проницаемой.

Белки занимают от четверти до половины её площади: это каналы, насосы, рецепторы и покрытые сахарами опознавательные метки, которые решают, что попадёт внутрь, что выйдет наружу и с кем клетка будет общаться. Некоторые клетки к тому же выпячивают её в микроворсинки — пальцевидные выросты шириной около 0,1 мкм, которые многократно увеличивают поверхность клетки.

Толщина

бислой ≈ 4 нм

Доля белков

≈ ¼–½ площади

Диффузия липидов

≈ 1 мкм² в секунду

Модель

Жидкостно-мозаичная, 1972

Знаете ли вы?

В клетке печени на плазматическую мембрану приходится лишь около 2 % всех мембран. Остальные свёрнуты внутри клетки, в основном в виде эндоплазматического ретикулума.

Источники

1. The Fluid Mosaic Model of the Structure of Cell Membranes · Singer & Nicolson 1972 · Science
2. Diffusion coefficient of lipid in liquid-crystalline, liquid-disordered membrane · BioNumbers · BNID 107244
3. 5.3 Active Transport · OpenStax · Biology 2e
4. Energetic optimization of ion conduction rate by the K+ selectivity filter · Morais-Cabral, Zhou & MacKinnon 2001 · Nature
5. What is the thickness of the cell membrane? · Milo & Phillips · Cell Biology by the Numbers
6. 5.1 Components and Structure · OpenStax · Biology 2e
7. 5.2 Passive Transport · OpenStax · Biology 2e
8. Fraction of total membrane lipids that constitute its components · BioNumbers · BNID 113404
9. High Cholesterol/Low Cholesterol: Effects in Biological Membranes: A Review · Subczynski et al. 2017 · Cell Biochem Biophys
10. Protein area occupancy at the center of the red blood cell membrane · Dupuy & Engelman 2008 · Proc Natl Acad Sci U S A
11. Shaping the intestinal brush border · Crawley et al. 2014 · J Cell Biol
12. How big is the endoplasmic reticulum of cells? · Milo & Phillips · Cell Biology by the Numbers