Lipid polymorphism
ಜೀವಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಬಹುರೂಪತೆಯು ಲಿಪಿಡ್ಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದು "ಹಂತಗಳು" ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ವಿವಿಧ ಆಕಾರಗಳ ರಚನೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಲಿಪಿಡ್ ಅಣುಗಳ (ಮೈಸೆಲ್ಸ್) ಗೋಳಗಳು, ಪರಸ್ಪರ ಎದುರಾಗಿರುವ ಪದರಗಳ ಜೋಡಿಗಳು (ಲ್ಯಮೆಲ್ಲಾರ್ ಹಂತ, ಜೈವಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಲಿಪಿಡ್ ದ್ವಿಪದರವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ), ಕೊಳವೆಯ ಜೋಡಣೆ (ಷಟ್ಕೋಣ), ಅಥವಾ ವಿವಿಧ ಘನ ಹಂತಗಳ (ಎಫ್ಡಿಎಂ, ಐಎಂ, ಐಎಂ, ಪಿಎನ್ಎಂ, ಮತ್ತು ಪಿಎಂಎಂ) ರೂಪದಲ್ಲಿರಬಹುದು. ರೋಂಬೊಹೆಡ್ರಲ್, ಟೆಟ್ರಾಗೋನಲ್ ಮತ್ತು ಆರ್ಥೋರೋಂಬಿಕ್ ಹಂತಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಸಹ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದು ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಬಯೋಫಿಸಿಕ್ಸ್ (ಪಾಲಿಮಾರ್ಫಿಸಮ್), ಬಯೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ (ಜೈವಿಕ ಪರಿಣಾಮ) ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ (ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ) ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ಶೈಕ್ಷಣಿಕ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಭಾಗವಾಗಿದೆ. ಲಿಪಿಡ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಟೋಪೋಲಜಿಯನ್ನು ಹಲವಾರು ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವಾದದ್ದು ಕ್ಷ-ಕಿರಣ ವಿವರ್ತನೆಯಾಗಿದೆ. ಇದು ಮಾದರಿಗಳಿಂದ ಚದುರಿದ ಕ್ಷ-ಕಿರಣಗಳ ಕಿರಣವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಉಂಗುರಗಳ ಗುಂಪಾಗಿ ವಿವರ್ತನೆಯ ಮಾದರಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಕೇಂದ್ರ ಬಿಂದುವಿನಿಂದ ಈ ಉಂಗುರಗಳ ದೂರಗಳ ಅನುಪಾತವು ಯಾವ ಹಂತ (ಗಳು) ಇದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಯ ರಚನಾತ್ಮಕ ಹಂತವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಲಿಪಿಡ್ಗಳ ಅನುಪಾತ, ತಾಪಮಾನ, ಜಲಸಂಚಯನ, ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಅಯಾನಿಕ್ ಶಕ್ತಿ (ಮತ್ತು ಪ್ರಕಾರ) ಯಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಕ್ಸಾಗೋನಲ್ ಹಂತಗಳು ಲಿಪಿಡ್ ಪಾಲಿಮಾರ್ಫಿಸಮ್ನಲ್ಲಿ, ಲಿಪಿಡ್ಗಳ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಅನುಪಾತವು ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ಲಿಪಿಡ್ ಮೆಂಬ್ರೇನ್ಗಳು ಎರಡು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಹೆಕ್ಸಾಗೋನಲ್ ಹಂತಗಳನ್ನು ಅಥವಾ ನಾನ್ಲಾಮೆಲ್ಲಾರ್ ಹಂತಗಳನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು, ಇದರಲ್ಲಿ ಲಿಪಿಡ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಉದ್ದವಾದ, ಕೊಳವೆಯಾಕಾರದ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಷಟ್ಕೋಣ I ಹಂತ (ಎಚ್ಐ) ಈ ಹಂತವು ನೀರಿನಲ್ಲಿರುವ ಡಿಟರ್ಜೆಂಟ್ ದ್ರಾವಣಗಳಲ್ಲಿ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಡಿಟರ್ಜೆಂಟ್ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಅನುಪಾತ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಡಿಟರ್ಜೆಂಟ್/ನೀರಿನ ಮಿಶ್ರಣದಲ್ಲಿನ ಮೈಸೆಲ್ಲರ್ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯು ಮಿತಿಯಿಲ್ಲದೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ನೀರಿನ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೈಸೆಲ್ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಲಿಪಿಡ್ಗಳು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಪರಿಣಾಮದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುವ ಸಲುವಾಗಿ ಮೈಸೆಲ್ಲಾರ್ ಕೊಳವೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬೆಸೆಯಲಾದ ಮೈಸೆಲ್ಗಳೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು. ಈ ಕೊಳವೆಗಳು ಧ್ರುವೀಯ ತಲೆಯ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಸರಪಳಿಗಳು ಒಳಭಾಗವನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಹಂತವು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ, ವಿಶೇಷ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಹುಶಃ ಜೈವಿಕ ಪೊರೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ. ಹೆಕ್ಸಾಗೋನಲ್ II ಹಂತ (ಎಚ್ಐಐ) ಎಚ್ಐಐ ಹಂತದ ಲಿಪಿಡ್ ಅಣುಗಳು ಮೇಲೆ ವಿವರಿಸಿದ ಹೆಕ್ಸಾಗೋನಲ್ I ಹಂತದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ಗೆ ವಿಲೋಮವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಹಂತವು ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಧ್ರುವ ತಲೆಯ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಹೊರಭಾಗದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್, ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಬಾಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತದ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಅನುಪಾತವು ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, ಇದು ವಿಲೋಮ ಕೋನ್ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ಗೆ ಸಮಾನಾರ್ಥಕವಾಗಿದೆ. ಉದ್ದನೆಯ ಕೊಳವೆಗಳ ವಿಸ್ತೃತ ಸರಣಿಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ (ಷಟ್ಕೋಣ I ಹಂತದಂತೆ), ಆದರೆ ಧ್ರುವ ತಲೆಯ ಗುಂಪುಗಳು ಜೋಡಿಸುವ ವಿಧಾನದಿಂದಾಗಿ, ಕೊಳವೆಗಳು ಜಲೀಯ ಕಾಲುವೆಗಳ ಆಕಾರವನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈ ವ್ಯೂಹಗಳು ಕೊಳವೆಗಳಂತೆ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಬಹುದು. ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ನ ಈ ವಿಧಾನವು ರಚನೆಯ ಹೊರಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿನ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಸೀಮಿತ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಬಿಡಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿ ಅನುಕೂಲಕರವಾದ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಈ ಹಂತವನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಜಲೀಯ ಹಂತದೊಂದಿಗಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ರಕ್ಷಿಸಲು ಲಿಪಿಡ್ನ ಹೊರಗಿನ ಏಕ ಪದರವು ಟ್ಯೂಬ್ಗಳ ಸಂಗ್ರಹದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಆವರಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯೂ ಇದೆ. ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸುವ ಸಲುವಾಗಿ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಲಿಪಿಡ್ಗಳಿಂದ ಈ ಹಂತವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಲಿಪಿಡ್ ಹೆಡ್ ಗುಂಪುಗಳ ಬಿಗಿಯಾದ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಜಲೀಯ ಹಂತದೊಂದಿಗಿನ ಅವುಗಳ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು, ಪ್ರತಿಯಾಗಿ, ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾದ, ಆದರೆ ಮಿತಿಯಿಲ್ಲದ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತವನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಲಿಪಿಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಫಾಸ್ಫಾಟಿಡಿಲೆಥೆನೋಲಮೈನ್ (ಪಿಇ) ಸೇರಿದೆ, ಇದು ಅಪರ್ಯಾಪ್ತ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಸರಪಳಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂನ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಡೈಫಾಸ್ಫಾಟಿಡಿಲ್ಗ್ಲಿಸೆರಾಲ್ (ಡಿಪಿಜಿ, ಇದನ್ನು ಕಾರ್ಡಿಯೋಲಿಪಿನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಸಹ ಈ ಹಂತವನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ತಂತ್ರಗಳು ಲಿಪಿಡ್ ಮೇಲೆ ಮಾಡಿದ ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧತೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಯಾವ ಹಂತವು ಇರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಹಲವಾರು ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧತೆಗಳಲ್ಲಿ pH ಬದಲಾವಣೆಗಳು, ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳು, ಒತ್ತಡ ಬದಲಾವಣೆಗಳು, ಪರಿಮಾಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಇತ್ಯಾದಿ ಸೇರಿವೆ. ಫಾಸ್ಫೋಲಿಪಿಡ್ ಹಂತದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಬಳಸುವ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ತಂತ್ರವೆಂದರೆ ಫಾಸ್ಫರಸ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ರೆಸೋನೆನ್ಸ್ (31ಪಿ ಎನ್ಎಂಆರ್). ಈ ತಂತ್ರದಲ್ಲಿ, ಲ್ಯಾಮೆಲ್ಲಾರ್, ಷಟ್ಕೋಣ ಮತ್ತು ಐಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಹಂತಗಳಿಗೆ ವಿಭಿನ್ನ ಮತ್ತು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಪುಡಿ ವಿವರ್ತನೆಯ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಲ್ಯಾಮೆಲ್ಲಾರ್ ಮತ್ತು ಷಟ್ಕೋಣ ಹಂತಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವದ ಬಗ್ಗೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ನೀಡುವ ಇತರ ತಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಫ್ರೀಜ್-ಫ್ರಾಕ್ಚರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ, ಎಕ್ಸ್-ರೇ ವಿವರ್ತನ, ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಕ್ಯಾಲೊರಿಮೆಟ್ರಿ (ಡಿಎಸ್ಸಿ) ಮತ್ತು ಡ್ಯುಟೆರಿಯಮ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ರೆಸೋನೆನ್ಸ್ (2 ಎಚ್ ಎನ್ಎಂಆರ್) ಸೇರಿವೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಮೆಂಬರೇನ್ ಲಿಪಿಡ್ಗಳ ಜಲೀಯ ಪ್ರಸರಣಗಳಲ್ಲಿ ಲಿಪಿಡ್ ದ್ವಿಪದರ ಹಂತದ ನಡವಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮಾರ್ಫಿಸಮ್ ಅನ್ನು ಲ್ಯಾಮೆಲ್ಲಾರ್ ಹಂತ, ಮೈಸೆಲ್ಲಾರ್, ಯೂನಿಲಮೆಲ್ಲಾರ್ ಲಿಪೊಸೋಮ್ ಮತ್ತು ಷಡ್ಭುಜಾಕೃತಿಯ ಜಲೀಯ-ಲಿಪಿಡ್ ರಚನೆಗಳಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಋಣಾತ್ಮಕ ಸ್ಟೇನಿಂಗ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಷನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು ಉಪಯುಕ್ತ ಸಾಧನವಾಗಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವ ಋಣಾತ್ಮಕ ಕಲೆಯನ್ನು ಲಿಪಿಡ್ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಭಾಗದಿಂದ (ಕೊಬ್ಬಿನ ಅಸಿಲ್ ಸರಪಳಿಗಳು) ಹೊರಗಿಡುವುದರಿಂದ, ಲಿಪಿಡ್ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳ ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಹೆಡ್ಗ್ರೂಪ್ ಭಾಗಗಳು ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣವನ್ನು ಕಲೆಹಾಕುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಲಿಪಿಡ್ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳ ಬಾಹ್ಯರೇಖೆಗಳನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಗುರುತಿಸುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರವನ್ನು ನೋಡಿ). ಆಂಫಿಫೈಲ್ ಕ್ರಿಟಿಕಲ್ ಮೈಸೆಲ್ ಕಾನ್ಸಂಟ್ರೇಶನ್ ಲಿಪಿಡ್ ಲಿಪಿಡ್ ದ್ವಿಪದರ ಹಂತದ ನಡವಳಿಕೆ ಲಿಯೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ಲಿಪಿಡ್ಸ್ ನೆಗಟಿವ್ ಸ್ಟೇನಿಂಗ್ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಜೆ. ಎಂ. ಸೆಡ್ಡನ್, ಆರ್. ಎಚ್. ಟೆಂಪ್ಲರ್ ಅನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ. ಲಿಪಿಡ್-ವಾಟರ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್ನ ಬಹುರೂಪತೆ, ಜೈವಿಕ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಕೈಪಿಡಿ ಪುಸ್ತಕದಿಂದ, ಸಂಪುಟ. 1, ಎಡಿ. ಆರ್. ಲಿಪೋವ್ಸ್ಕಿ ಮತ್ತು ಇ. ಸ್ಯಾಕ್ಮನ್. (ಸಿ) 1995, ಎಲ್ಸೆವಿಯರ್ ಸೈನ್ಸ್ ಬಿ. ವಿ. ಯೇಗಲ್, ಪಿ. (2005). ಜೈವಿಕ ಪೊರೆಗಳ ರಚನೆ (2ನೇ ಆವೃತ್ತಿ). ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್ಃ ಸಿಆರ್ಸಿ ಪ್ರೆಸ್. ಯೇಗಲ್, ಪಿ. (1993). ಜೀವಕೋಶಗಳ ಪೊರೆಗಳು (2ನೇ ಆವೃತ್ತಿ). ಮಿಚಿಗನ್ಃ ಅಕಾಡೆಮಿಕ್ ಪ್ರೆಸ್. ಜೆನ್ನಿಸ್, ಆರ್. ಬಿ. 1989). ಬಯೋಮೆಂಬ್ರೇನ್ಗಳುಃ ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯ. ಮಿಚಿಗನ್ಃ ಸ್ಪ್ರಿಂಗರ್-ವೆರ್ಲಾಗ್. ಬಯೋಫಿಸಿಕ್ಸ್ ಸರ್ಫ್ಯಾಕ್ಟಂಟ್ಸ್ ದ್ರವ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಕೊಲೊಯ್ಡಲ್ ಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ