Подвижность молекулярных компонентов БМ

Основными формами молекулярного движения в БМ являются:

1. Латеральная миграция (перемещение молекул в плоскости мембраны в пределах одной стороны бимолекулярного слоя).

2. Вращение молекул вокруг собственной оси.

Скорости обоих процессов примерно такие же, как скорость свободной диффузии в вязкой среде.

Большой свободой движения обладают липиды. Среднее время пребывания фосфолипидной молекулы в данной точке мембраны не более с, следовательно, мембранные липиды за счет латеральной миграции постоянно меняются местами, причем, каждая молекула меняет своих соседей примерно раз в секунду, передвигаясь со скоростью 5-10 мкм в секунду. В жидкокристаллической структуре молекулы перемещаются скачками. Между частотой перескоков, площадью, занимаемой молекулой в БМ и средним расстоянием, проходимым молекулой за время t, установлены следующие соотношения:

- частота перескоков;

- среднее расстояние;

- площадь, занимаемая одной молекулой;

- коэффициент диффузии или коэффициент латеральной миграции.

Его величина у мембран фосфолипидов обычно составляет

Скорость вращательного движения мембран молекул довольно велика, и она зависит от размеров молекулы и свойств мембраны. Так, поворот на 1 рад фосфолипид совершает примерно за с; родопсин - за с; цитохромоксидаза - фермент дыхательных цепей митохондрий - за с.

В отличие от вращения и лотеральной миграции, перемещение молекул поперек мембраны, то есть, с одной стороны липидного слоя на другой, совершаются очень редко.

Асимметрия клеточных мембран имеет важное значение в переносе через нее различных веществ. Асимметрия строения белков и липидов БМ обеспечивает векторный транспорт через БМ, то есть, однонаправленный перенос веществ через нее.

Лабильность БМ проявляется не только в значительной подвижности их молекулярных компонентов, но и в высоких темпах обновления. Темп обновления компонентов оценивается временем полу жизни каждого из них. Средние показания этого времени различны у белков в разных мембранах. Так, в плазмолемме и мембранах эндоплазматической сети, оно составляет примерно 50 часов. В мембранах митохондрий - примерно 120 часов. Липиды также обновляются довольно быстрыми темпами. У разных фосфолипидов время полу жизни примерно от 15 до 80 часов, у холестерина - от 24 до 140 часов, следовательно, в течение жизни клетки, ее мембранные компоненты многократно обновляются. Однако, это не приводит к замене целых мембранных систем, так как скорости обновления молекул различных типов в одних и тех же биологических мембранах меняются в широких пределах.