The Fluid-Mosaic Model of Membrane Structure: nog steeds relevant voor het begrijpen van de structuur, functie en dynamica van biologische membranen na meer dan 40 jaar

In 1972 werd het Fluid-Mosaic Membrane Model van membraanstructuur voorgesteld op basis van thermodynamische principes van de organisatie van membraanlipiden en eiwitten en beschikbaar bewijs van asymmetrie en laterale mobiliteit binnen de membraan matrix. Na meer dan 40 jaar blijft dit basismodel van het celmembraan relevant voor het beschrijven van de fundamentele nanostructuren van een verscheidenheid aan intracellulaire en cellulaire membranen van planten- en dierencellen en lagere levensvormen. In de tussenliggende jaren heeft nieuwe informatie echter het belang en de rol van gespecialiseerde membraandomeinen, zoals lipidevlotten en eiwit / glycoproteïne-complexen, gedocumenteerd bij het beschrijven van de macrostructuur, dynamica en functies van celmembranen, evenals de rol van membraangeassocieerde cytoskeletale omheiningen en extracellulaire matrixstructuren bij het beperken van de laterale diffusie en het bewegingsbereik van membraancomponenten. Deze nieuwere gegevens bouwen voort op de basis van het oorspronkelijke model en voegen nieuwe lagen van complexiteit en hiërarchie toe, maar de concepten die in het oorspronkelijke model zijn beschreven, zijn nog steeds van toepassing. In bijgewerkte versies van het model is meer nadruk gelegd op de mozaïek-aard van de macrostructuur van celmembranen, waar veel eiwit- en lipidecomponenten beperkt zijn in hun rotatie- en laterale beweeglijkheid in het membraanvlak, vooral in hun natuurlijke toestand waarin lipide-lipide, proteïne-proteïne en lipide-proteïne interacties evenals cel-matrix, cel-cel en intracellulaire membraangeassocieerde proteïne en cytoskeletale interacties zijn belangrijk bij het beperken van de laterale beweeglijkheid en bewegingsbereik van bepaalde membraancomponenten. De vorming van gespecialiseerde membraandomeinen en de aanwezigheid van dicht opeengepakte integrale membraaneiwitcomplexen vanwege membraangeassocieerde hekken, afrasteringspalen en andere structuren worden als zeer belangrijk beschouwd bij het beschrijven van membraandynamica en architectuur. Deze structuren samen met membraangeassocieerde cytoskeletale en extracellulaire structuren behouden de langeafstands, niet-willekeurige mozaïek macro-organisatie van membranen, terwijl kleinere membraan nano- en submicro-afmetingen domeinen, zoals lipidevlotten en eiwitcomplexen, belangrijk zijn bij het handhaven van gespecialiseerde membraanstructuren die in coöperatieve dynamische flux in een druk membraanvlak zijn. Dit artikel maakt deel uit van een speciale uitgave getiteld: Membraanstructuur en -functie: relevantie in de fysiologie, pathologie en therapie van de cel.