Language
Country/Area
No result found
Kelahiran model mosaik fluida: Bagaimana Simon dan Nicholson menumbangkan pemahaman tentang struktur membran?
Dalam bidang biologi, struktur membran sel selalu menjadi isu hangat yang diteliti oleh para ilmuwan. Pada tahun 1972, Seymour Jonathan Singer dan Garth Nicholson membuat penemuan besar, yaitu model mosaik cair, yang mengubah pemahaman tradisional masyarakat tentang membran sel. Usulan model ini tidak hanya menjelaskan komposisi membran sel, tetapi juga meletakkan dasar yang kuat untuk penelitian lebih lanjut.
Model mosaik cair menggambarkan bahwa membran sel tersusun dari lapisan lipid ganda, yang sebagian besar tersusun dari molekul fosfolipid hidrofilik. Di dalam lapisan lipid ini, berbagai jenis protein tertanam, yang memberikan fleksibilitas dan elastisitas pada membran sel. Ide inti dari model ini adalah bahwa membran sel merupakan cairan dua dimensi dengan protein tertanam yang terdistribusi secara acak pada permukaan membran.
Prediksi dari model mosaik cair menunjukkan bahwa distribusi jarak jauh dari setiap integrin di seluruh bidang membran hampir acak.
Komposisi kimia dan bukti eksperimental
Model mosaik fluida Singer dan Nicholson telah memperoleh dukungan luas. Pembentukan model ini bergantung pada sejumlah besar data eksperimental, termasuk eksperimen pelabelan, difraksi sinar-X, dan kalorimetri. Studi-studi ini menunjukkan bahwa laju difusi protein membran integral yang tertanam dalam membran dipengaruhi oleh viskositas lapisan lipid dan menekankan sifat dinamis molekul dalam membran sel.
Sebelum munculnya model mosaik fluida, model-model yang ada seperti model membran unit Robertson dan model tiga lapisan Davson-Danieli gagal menjelaskan sepenuhnya dinamika membran sel. Model-model lama ini biasanya memandang protein sebagai lapisan tunggal yang berdekatan dengan lapisan lipid dan tidak mengintegrasikannya ke dalam lapisan fosfolipid.
Perkembangan selanjutnya dan asimetri membran
Dengan semakin mendalamnya penelitian, para ilmuwan telah menemukan bahwa lapisan ganda membran sel tidak simetris, tetapi memiliki asimetri yang jelas. Asimetri ini memungkinkan kedua sisi membran mengandung protein dan lipid yang berbeda, sehingga mendukung pemisahan spasial proses biologis yang terkait dengan membran. Kolesterol dan protein yang berinteraksi dengan kolesterol dapat terkonsentrasi dalam rakit lipid, sehingga membatasi transmisi sinyal sel.
Pada tahun 1984, Mourides dan Bloom mengusulkan "model kasur" untuk lebih mengeksplorasi interaksi antara lipid dan protein.
Kelengkungan membran dan pergerakan lipid
Faktanya, struktur membran sel tidak selalu datar. Kelengkungan lokal membran sering kali dipengaruhi oleh asimetri dan organisasi lipid non-bilayer. Domain BAR yang terkenal dapat mengikat fosfatidilinositol, membantu pembentukan vesikel, pembentukan organel, dan pembelahan sel, serta berperan penting dalam perkembangan kelengkungan membran.
Pada tahun 1970-an, para ilmuwan pertama kali menyadari bahwa molekul lipid individual berdifusi bebas secara lateral di dalam setiap lapisan membran. Kecepatan proses ini sangat cepat. Rata-rata, setiap molekul lipid dapat berdifusi sekitar 2 mikron dalam waktu sekitar 1 detik. Proses dinamis ini memiliki efek mendalam pada fluiditas dan fungsi membran sel.
Pembatasan, dan rakit lipid serta kompleks protein
Namun, ada batasan pada difusi lateral lipid dan protein dalam membran, yang terutama disebabkan oleh efek struktural wilayah membran. Rakit lipid adalah nanoplatform membran yang terdiri dari lipid dan protein tertentu dan memiliki fungsi biologis yang penting.
Protein dan glikoprotein dalam membran sel tidak ada secara independen, tetapi berjalan di dalam membran sebagai kompleks difusi, yang memiliki dampak fungsional penting pada transportasi sel dan transduksi sinyal.
Eksplorasi dan pemikiran di masa depan
Usulan model mosaik cair tidak diragukan lagi telah memperdalam pemahaman kita tentang struktur membran sel. Namun, dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, lebih banyak fenomena biofisika seperti interaksi protein-lipid masih perlu dipelajari secara mendalam. Di masa depan, akankah kita dapat mengungkap semua misteri membran sel dan lebih jauh mengungkapkan pentingnya membran sel dalam biologi?
