Fluidi-mosaiikkimalli kalvorakenteesta: edelleen merkityksellinen rakenteen, toiminnan ja biologisten membraanien dynamiikka yli 40 vuoden kuluttua

Vuonna 1972 ehdotettiin kalvorakenteen neste-mosaiikkimembraanimallia, joka perustui membraanilipidien ja -proteiinien organismin termodynaamisiin periaatteisiin ja käytettävissä oleviin todisteisiin epäsymmetriasta ja sivuttaisliikkuvuudesta. kalvomatriisi. Yli 40 vuoden kuluttua tämä solukalvon perusmalli on edelleen merkityksellinen kuvailtaessa kasvien ja eläinten solujen sekä alempien elämänmuotojen monien solunsisäisten ja solukalvojen perusnanorakenteita. Välillä vuosina uusi tieto on kuitenkin dokumentoinut erikoistuneiden membraanidomeenien, kuten lipidilautojen ja proteiini / glykoproteiinikompleksien, merkityksen ja roolit kuvattaessa solukalvojen makrostruktuuria, dynamiikkaa ja toimintoja sekä membraaniin liittyvien roolien sytoskeletaaliset aidat ja solunulkoiset matriisirakenteet rajoittavat membraanikomponenttien lateraalista diffuusiota ja liikealuetta. Nämä uudemmat tiedot perustuvat alkuperäisen mallin perustaan ja lisäävät uusia monimutkaisuuden ja hierarkian tasoja, mutta alkuperäisessä mallissa kuvatut käsitteet ovat edelleen voimassa. Mallin päivitetyissä versioissa on korostettu enemmän solukalvojen makrostruktuurin mosaiikkista luonnetta, jossa monien proteiini- ja lipidikomponenttien pyörimis- ja sivuttaisliikkuvuus kalvotasossa on rajoitettu, erityisesti luonnollisissa tiloissaan, joissa lipidi-lipidi, proteiini-proteiini- ja lipidi-proteiini-vuorovaikutukset samoin kuin solu-matriisi, solu-solu ja solunsisäiset kalvoon liittyvät proteiini- ja sytoskelettivaikutukset ovat tärkeitä tiettyjen kalvokomponenttien sivuttaisliikkuvuuden ja liikealueen rajoittamisessa. Erikoistuneiden kalvodomeenien muodostumista ja tiiviisti pakattujen kiinteiden kalvoproteiinikompleksien läsnäoloa kalvoon liittyvien aidojen, aitajohteiden ja muiden rakenteiden vuoksi pidetään erittäin tärkeinä kalvodynamiikan ja -arkkitehtuurin kuvauksessa. Nämä rakenteet yhdessä kalvoon liittyvien sytoskeletaalisten ja solunulkoisten rakenteiden kanssa ylläpitävät kalvojen pitkän kantaman, ei-satunnaista mosaiikkimakroorganisaatiota, kun taas pienemmät kalvon nano- ja submikro-kokoiset domeenit, kuten lipidilautat ja proteiinikompleksit, ovat tärkeitä ylläpitää erikoistuneet membraanirakenteet, jotka ovat yhteistyössä dynaamisessa vuossa ruuhkaisessa membraanitasossa. Tämä artikkeli on osa erityisnumeroa, jonka otsikko on: Kalvorakenne ja toiminta: Relevanssi solun fysiologiassa, patologiassa ja terapiassa.