מיצלות הן מבנים כדוריים יציבים שהוקמו על ידי מאות מולקולות amphipathic, כלומר, מולקולות מאופיינות קוטבי (הידרופילי) ובאזור הפולרי (הידרופובי). בדומה למולקולות המרכיבות אותן, למייקל יש מרכז הידרופובי חזק ומשטחם "מרופד" בקבוצות קוטב הידרופיליות.
הם נובעים, ברוב המקרים, משילוב של קבוצת מולקולות אמפיפטיות עם מים, כך שזו דרך "לייצב" את האזורים ההידרופוביים של מולקולות רבות יחד, עובדה שמונעת על ידי ההשפעה הידרופובי ומאורגן על ידי כוחות ואן דר וואלס.
התוכנית המבנית של micelle (מקור: אנגלית מקורית: SuperManu. ספרדית: AngelHerraez / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) באמצעות Wikimedia Commons)
גם חומרי ניקוי וגם סבונים, כמו גם שומנים תאיים מסוימים, יכולים ליצור מיקרונים בעלי רלוונטיות תפקודית, לפחות אצל בעלי חיים, מנקודת המבט של ספיגת שומן והובלת חומרים מסיסים בשומן.
פוספוליפידים, אחד השיעורים השכיחים והחשובים ביותר של ליפידים לתאים חיים, יכולים בתנאים מסוימים להיווצר, בנוסף לליפוזומים ולשכבות, מבנים micellar.
מיקלים יכולים להיווצר גם במדיום אפולרי ובמקרה זה הם נקראים "מיקלים הפוכים", מכיוון שהאזורים הקוטביים של המולקולות האמפיפטיות היוצרות אותם "מוסתרים" במרכז ההידרופילי בעוד החלקים האפולים נמצאים במגע ישיר עם המדיום. שמכיל אותם.
מִבְנֶה
המיקלים מורכבים ממולקולות אמפיפטיות או, במילים אחרות, מולקולות שיש בהן אזור הידרופילי (דמוי מים, קוטבי) ואזור הידרופובי אחר (דוחה מים, אפולאר).
בין מולקולות אלה ניתן להזכיר חומצות שומן, מולקולות של כל חומר ניקוי ופוספוליפידים של קרומי התא, למשל.
בהקשר הסלולרי, המייקל בדרך כלל מורכב מחומצות שומן (באורך משתנה), שקבוצות הקרבוקסיל הקוטב שלהן נחשפות אל פני השטח של המצרף, בעוד שרשראות הפחמימנים "מוסתרות" במרכז הידרופובי, ובכך מאמצות מבנה כדורי פחות או יותר.
פוספוליפידים, שהם מולקולות אמפיפטיות אחרות בעלות חשיבות רבה לתאים, בדרך כלל אינם מסוגלים ליצור מיקרונים, מכיוון ששתי שרשראות חומצות השומן המרכיבות את "זנבות ההידרופובי" שלהן תופשות גודל גדול ומקשות על כל אריזת צורות. כַּדוּרִי.
היווצרות של micelle בתיווך הסביבה המימית (מקור: Jwleung / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) באמצעות Wikimedia Commons)
במקום זאת, כאשר מולקולות אלה נמצאות במדיום מימי, הן "מקננות" לשכבות דו צדדיות (בדומה לכריך); כלומר במבנים מחמיאים יותר, כאשר כל אחד מ"השטחים "שנחשפים לכיוון המדיום מורכב מראשי הקוטב של הקבוצות המחוברות לגליצרול ו"המילוי" של הכריך מורכב מהזנבות ההידרובוביים (חומצות השומן המועתרות ל שתי הפחמימות האחרות של שלד הגליצרול).
הדרך היחידה שבה ניתן לפוספוליפיד להשתתף ביצירת מישל היא כאשר אחת משתי שרשראות חומצות השומן שלה מוסרת על ידי הידרוליזה.
אִרגוּן
במיקרלה, כאמור, "המרכז" מעצב את החלקים הלא-קוטביים של המולקולות המרכיבות אותם ומבודד אותם מהמים.
האזור המרכזי של המייקל מורכב אפוא מסביבה לא-מפורעת מאוד, עם מאפיינים דמויי נוזלים, בהם המדידה של הרדיוס היא בין 10 ל -30% פחות מזו של השרשראות המורחבות לחלוטין של מולקולות שאינן אמפיפטיות. הקשורה לתסביך המולקולרי.
באופן דומה, פני השטח של micelle אינם הומוגניים אלא "מחוספסים" והטרוגניים, מהם כמה מחקרי תהודה מגנטית גרעינית מצביעים על כך שרק שליש מכוסה על ידי החלקים הקוטביים של המונומרים המרכיבים.
פוּנקצִיָה
למייקל תפקידים משמעותיים מאוד, הן בטבע והן בתעשייה וגם במחקר.
לגבי תפקידיהם בטבע, אגרגטים מולקולריים אלה חשובים במיוחד לספיגת מעיים של שומנים (מונוגליצרידים וחומצות שומן), מכיוון שניתן ליצור נוצר של מיקרונים בגדלים שונים וקומפוזיציות ממולקולות השומן הנבלעות במזון ולהעבירם אל בתוך תאי רירית המעיים, מה שמאפשר את ספיגתם.
המיקלים מתפקדים גם בהובלת כולסטרול (סוג אחר של ליפיד תאי) הנרכש באמצעות הדיאטה וכמה ויטמינים "מסיסי שומן" כביכול, וזו הסיבה שהם מנוצלים גם באופן פרמקולוגי לצורך הובלה וניהול של תרופות בעלות מאפיינים אפולריים.
חומרי הניקוי והסבונים המשמשים מדי יום להיגיינה אישית או לניקוי סוגים שונים של משטחים מורכבים ממולקולות שומנים המסוגלות ליצור מיקרונים כאשר הם נמצאים בתמיסה מימית.
המייקלות הללו מתנהגות כמו כדורים זעירים במיסב, ומעניקות לפתרונות סבון את עקביותן ותכונות השומן שלהם. הפעולה של מרבית חומרי הניקוי תלויה מאוד ביכולתם לייצר מיקרונים.
במחקר ובמחקר של חלבוני ממברנה, למשל, משתמשים בחומרי ניקוי ל"טיהור "של הליזטים התאיים של הליפידים המהווים את הדו-שכביות האופייניות של הממברנות, כמו גם כדי להפריד בין חלבוני הממברנה האינטגרלית לבין המרכיבים ההידרובובים. של זה.
הַדְרָכָה
כדי להבין היווצרות של מבנים micellar, במיוחד חומרי ניקוי, יש לקחת בחשבון מושג מופשט משהו: הריכוז הקריטי micellar או CMC.
הריכוז הקריטי המיקרוני הוא ריכוז המולקולות האמפיפטיות בהן מתחילות להיווצר מיקרונים. זהו ערך ייחוס שמעליו עלייה בריכוז המולקולות הללו תסתיים רק בעלייה במספר המייקל, ומתחתיו מסודרים עדיפות בשכבות על פני המדיום המימי המכיל אותם. .
הבדלים וקווי דמיון בין micelle לבין דו שכבתי שנוצרו על ידי פוספוליפידים (מקור: 31 במרץ, 2003 ב: משתמש: Stephen Gilbert, 31 במרץ, 2003 ב: User: Stephen Gilbert, 27 בדצמבר, 2004 ב: User: Quadell, תורגם משתמש: imartin6 / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) באמצעות Wikimedia Commons)
לפיכך, היווצרות המייקלות היא תוצאה ישירה של "האמפיפיליות" של פעילי שטח והיא תלויה מאוד בתכונותיהם המבניות, במיוחד על צורת הגודל וקשר הגודל בין הקבוצות הקוטביות והפולאוליות.
במובן זה, עדיף להיווצר מיקלים כאשר אזור החתך של הקבוצה הקוטבית גדול בהרבה מזה של הקבוצה האפולארית, כמו שמתרחש עם חומצות שומן חופשיות, עם ליזופוספוליפידים ועם חומרי ניקוי כמו נתרן דודציל סולפט ( SDS).
שני פרמטרים נוספים עליהם תלויה היווצרות המייקל הם:
- טמפרטורה: הוגדרה גם הטמפרטורה הקריטית של המיקרונים (CMT), שהיא הטמפרטורה שמעליה מועדפת היווצרות המייקלות.
- חוזק יוני: שהוא רלוונטי, מעל הכל, לחומרי ניקוי או פעילי שטח מסוג יונים (שלקבוצת הקוטב שלהם יש מטען)
הפניות
- Hassan, PA, Verma, G., & Ganguly, R. (2011). 1 חומרים רכים À מאפיינים ויישומים. חומרים פונקציונליים: הכנה, עיבוד ויישומים, 1.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, Bretscher, A.,… & Matsudaira, P. (2008). ביולוגיה מולקולרית של התא. מקמילן.
- Luckey, M. (2014). ביולוגיה מבנית ממברנת: עם יסודות ביוכימיים וביו-פיזיים. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '.
- נלסון, DL ו- Cox, MM (2009). עקרונות הלינגר של הביוכימיה (עמ '71-85). ניו יורק: WH פרימן.
- Tanford, C. (1972). צורת וגודל של מיקלה. כתב העת לכימיה פיזיקלית, 76 (21), 3020-3024.
- Zhang, Y., Cao, Y., Luo, S., Mukerabigwi, JF, & Liu, M. (2016). חלקיקים ננו כמערכת מסירת תרופות של טיפול משולב בסרטן. בננו-חומרים בטיפול בסרטן (עמ '253-280). הוצאת ויליאם אנדרו.