The Fluid-Mosaic Model of Membrane Structure: fortfarande relevant för att förstå strukturen, funktionen och dynamik hos biologiska membran efter mer än 40 år

1972 föreslogs den vätske-mosaiska membranmodellen av membranstruktur baserat på termodynamiska principer för organisering av membranlipider och proteiner och tillgängliga bevis på asymmetri och lateral rörlighet inom membranmatris. Efter över 40 år är denna grundläggande modell av cellmembranet fortfarande relevant för att beskriva de grundläggande nanostrukturerna i en mängd olika intracellulära och cellulära membran i växt- och djurceller och lägre livsformer. Under de mellanliggande åren har dock ny information dokumenterat vikten och rollerna hos specialiserade membrandomäner, såsom lipidflottor och protein / glykoproteinkomplex, i beskrivningen av makrostrukturen, dynamiken och funktionerna hos cellulära membran samt rollerna för membranassocierade cytoskeletala staket och extracellulära matrisstrukturer för att begränsa lateral diffusion och rörelseomfång hos membrankomponenter. Dessa nyare data bygger på grunden för den ursprungliga modellen och lägger till nya lager av komplexitet och hierarki, men de begrepp som beskrivs i den ursprungliga modellen är fortfarande tillämpliga idag. I uppdaterade versioner av modellen har mer tonvikt lagts på mosaiken hos makrostrukturen hos cellulära membran där många protein- och lipidkomponenter är begränsade i deras rotations- och laterala rörelser i membranplanet, särskilt i deras naturliga tillstånd där lipid-lipid, protein-protein- och lipid-protein-interaktioner såväl som cellmatris, cell-cell och intracellulärt membranassocierat protein och cytoskeletala interaktioner är viktiga för att begränsa sidomotiliteten och rörelseomfånget hos särskilda membrankomponenter. Bildandet av specialiserade membrandomäner och närvaron av tätt packade integrerade membranproteinkomplex på grund av membranassocierade staket, stängsel och andra strukturer anses vara mycket viktiga för att beskriva membrandynamik och arkitektur. Dessa strukturer tillsammans med membranassocierade cytoskeletala och extracellulära strukturer upprätthåller den långväga, icke-slumpmässiga mosaikmakroorganisationen av membran, medan mindre domäner i nano- och submikrostora membran, såsom lipidflottor och proteinkomplex, är viktiga för att upprätthålla specialiserade membranstrukturer som samverkar dynamiskt i ett trångt membranplan. Denna artikel är en del av en särskild fråga med titeln: Membranstruktur och funktion: Relevans i cellens fysiologi, patologi och terapi.