. Тому ліпіди в гідрофільній середі мимовільно формують бислой: всередині виявляються гідрофобні ділянки, а зовні - гідрофільні. Така організація ліпідних молекул відповідає стану з найменшим значенням потенціалу Гіббса. Утворився біліпідний шар не утворює країв, а прагне замкнутися на себе. Подібне суворе просторове розташування молекул в мембрані в чому визначає її фізичні властивості.
Мембрани мають високий питомий електричний опір, високу питому ємність і діелектричну проникність.
Більшість фософоліпідов мають два жирнокислотних залишку. Такі ліпіди своєю формою нагадують сплющений циліндр. Якщо ж у ліпідів одна з двох жирних кислот відсутня, наприклад, в результаті перекисного окислення ліпідів або дії деяких фосфоліпаз, то молекула нагадує конус. У водному розчині такі ліпіди утворюють міцели, а в мембрані - гідрофільні пори, через які здатні проходити молекули води і іони, для яких в нормі проникність мембрани вкрай мала. Зміна проникності мембрани для речовин може привести до порушення функціонування і загибелі клітини. Так, наприклад, іонізуюче випромінювання підсилює процеси перекисного окислення ліпідів, а, отже, сприяє утворенню пір, що є одним з механізмів ураження клітини.
Мембрани містять велику кількість різних білків. Їх кількість так велике, що поверхневий натяг мембрани ближче до величини поверхневого натягу на межі розділу білок-вода raquo ;, ніж ліпід-вода raquo ;. Концентрація мембранних білків залежить від виду клітини. Наприклад, в мієлінової оболонці аксона білків в 2,5 рази менше, ніж ліпідів, а в еритроцитарної мембрані, навпаки, - білків в 2,5 рази більше. Одні білки знаходяться на поверхні мембрани (периферичні), інші частково занурені в ліпідний шар або пронизують мембрану наскрізь (інтегральні білки).
Інтегральні білки, так само як і ліпіди, мають властивість амфіфільних: та частина білка, яка знаходиться в мембрані, складається з гідрофобних амінокислот, скручених в? - спіраль; інша частина, яка виступає з мембрани, - гідрофільних амінокислот. Інтегральні білки утримуються в мембрані завдяки гідрофобним взаємодіям. Але іноді їх утримують молекули цитоскелету - мікротрубочки і мікрофіламенти. До кінця інтегрального білка, виступаючого в позаклітинне середовище, можуть бути приєднані вуглеводи. Ці комплекси називаються глікопротеїнами. Вони часто є рецепторами, які беруть участь в імунних реакціях. Прикладами інтегральних білків є білок фоторецепторних мембран - бактериородопсин, пронизливий мембрану сім разів, білок еритроцитів - гликофорин, до поліпептидного ланцюга яких можуть бути приєднані різні олігосахариди; ці глікопротеїни визначають групу крові системи АВ0. Багато інтегральні білки утворюють канали, через які можуть проходити водорозчинні молекули і іони. У цьому випадку внутрішня частина каналу містить гідрофільні радикали амінокислот. Інтегральні білки пов'язані з ліпідами міцними гідрофобними взаємодіями.
Периферичні білки можуть знаходитися як з внутрішнього, так і з зовнішнього боку мембрани. Зазвичай вони пов'язані з ліпідами електростатичними взаємодіями, тобто значно слабкіше, ніж інтегральні білки. Тому периферичні білки легко віддаляються з мембрани.
У плазматичних мембранах більшості клітин до Біслі зовні примикає гликокаликс, що складається з гликолипидов і глікопротеїнів. Питома частка вуглеводів в биомембранах становить не більше 10-15%.
Товщина біологічних мембран становить 5-10 нм, однак, незважаючи на це, їх частка в сухій масі клітин перевищує 50%. Це пояснюється щільною упаковкою компонентів мембран, а також великий сумарною площею цитоплазматичних і внутрішньоклітинних мембран.
Всі природні мембрани асиметричні, тобто однакові молекули ліпідів знаходяться на зовнішній і внутрішній поверхні в різних концентраціях. Властивість асиметрії притаманне і розташуванню мембранних білків.
Мембранні ліпіди і білки володіють великою рухливістю, тобто здатні дифундувати внаслідок теплового руху. Якщо переміщення їх молекул відбувається в межах одного мембранного шару, то такий процес називається латеральної дифузією; якщо ж їх молекули переміщаються з одного шару в інший, то такий процес називається фліп-флоп - Перехід. У порівнянні з латеральної дифузією фліп-флоп - Перехід відбувається набагато рідше. Середній час між переходами молекули фосфолипида з однієї поверхні мембрани на іншу не перевищує однієї години. Молекули білків майже не зазнають таких переходів. Швидкість переміщення молекул ліпідів вище, ніж молекул білка. Молекули переміщаються за допомогою поступального руху, можуть здійснювати і обертальні рухи. Рухливість деяких мембранних білків буває різко обмежена микротрубочками або микрофиламентами, які утримують їх у визначеному місці на мембрані. Великі відмінності між швидк...
