Почему фосфолипидные бислои не растворяются?

Я только начал изучать структуру и состав клеточной мембраны и кое-чего не понимаю.

Мембрана состоит из двойного слоя фосфолипидов. Фосфолипид имеет полярную гидрофильную головку и неполярный гидрофобный хвост. Мой вопрос: почему гидрофильная головка не растворяется во внеклеточной жидкости вне клетки? Я предполагаю, что внеклеточная жидкость водянистая, так почему водолюбивая голова не взаимодействует с водой из внеклеточной жидкости?

Он взаимодействует с водой, но ковалентно связан с гидрофобным хвостом, который закрепляет его в мембране.

Ответы (3)

Мы должны сначала понять, что происходит, когда вещество растворяется. При растворении вода взаимодействует с молекулой растворенного вещества; если сила взаимодействия между молекулой и водой выше, чем сила взаимодействия между молекулами растворенного вещества, то растворенное вещество растворяется.
(Также взгляните на этот пост).

Фосфолипид — амфипатическая молекула — в ней есть и гидрофобная, и гидрофильная части (это вы прекрасно понимаете). Гидрофобная часть представляет собой длинную углеводородную цепь (отсюда хвост), тогда как гидрофильная часть представляет собой небольшой, но сильно полярный участок (отсюда головка). Следует отметить, что эти части не являются непересекающимися, а ковалентно связаны.

введите описание изображения здесь

Несмотря на то, что гидрофильная часть взаимодействует с водой (что помогает клетке выжить в водной среде), прочность ковалентной связи (между гидрофильной и гидрофобной областями) очень сильна и не может быть нарушена физическим взаимодействием с водой. Липидный бислой (даже монослой) остается вместе, потому что вода не может взаимодействовать с гидрофобными частями, но они взаимодействуют друг с другом посредством псевдовзаимодействия, называемого гидрофобным взаимодействием .

Я называю это псевдовзаимодействием (не в стандартном смысле), потому что в нем нет фактического молекулярного взаимодействия, которое стабилизировало бы систему. Гидрофобное взаимодействие происходит за счет увеличения энтропии системы. Подробности читайте на странице Википедии.

Почему вы говорите, что гидрофобное взаимодействие является псевдосилой? Псевдосила имеет совсем другое значение в физике.
@biogirl это похоже на псевдосилу в физике. У меня не было лучшего слова для этого, поэтому я назвал это псевдосилой. Но, как и псевдосила в физике, гидрофобное взаимодействие на самом деле не является взаимодействием и возникает из-за невзаимодействия гидрофобных частей с водой. Гидрофобное взаимодействие в основном позволяет увеличить энтропию, что в конечном итоге снижает свободную энергию системы.
@TomD Под «псевдосилой» я имел в виду, что между растворенным веществом и растворителем или между молекулами растворенного вещества нет фактического взаимодействия. Нет молекулярного взаимодействия, которое могло бы вызвать уменьшение энтальпии. «Взаимодействие» происходит из-за увеличения энтропии (а не потери энтропии).
@TomD Вот что происходит с растворителем, и это то, что я сказал. Вода образует структурированную клетку вокруг молекулы липида (низкая энтропия; нет снижения энтальпии, поскольку липид и вода не взаимодействуют). Когда есть другая молекула липида, они обе объединяются и увеличивают чистую энтропию системы (меньшая водная клетка по сравнению с клеткой на молекулу - думайте об этом как о площади поверхности).
@TomD Мы говорим одно и то же. Я сказал, что увеличение энтропии стабилизирует систему, а вы говорите, что потеря энтропии дестабилизирует систему.

Ответ на ваш вопрос в основном: это двухслойный . Существует два слоя фосфолипидов, поэтому гидрофильные концы надежно защищены от любых внеклеточных и внутриклеточных жидкостей. Вся поверхность бислоя гидрофильна.

фосфолипидный бислой

(Картинка отсюда .)

Гидрофильная область фосфолипидов фактически взаимодействует с водой или другими гидрофильными молекулами. В то же время гидрофобная область фосфолипидов будет отталкиваться от воды, так как вода образует сети водородных связей, что является более стабильным состоянием. Вы можете себе представить, что гидрофобные молекулы в воде будут мешать работе сети. В результате гидрофобные части фосфолипидов агрегируют вместе, и фосфолидис не выходит в воду, чтобы не обнажить гидрофобные части.

Почему фосфолипидные бислои не растворяются?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v