张力与形状熵解释观察到的线粒体嵴结构
软凝聚态物质
2015-05-18 v1 生物物理
亚细胞过程
摘要
我们提出了一个模型，从中可以推断出观察到的线粒体内膜形态是系统自由能最小化的结果。除了通常的弯曲、表面积和压差的能量项外，我们的自由能还包括我们认为由蛋白质施加的张力项，以及由于给定能量下可用的多种维度形状而产生的熵贡献。为了检验该模型，我们使用三维电子断层扫描技术测量了HeLa细胞和小鼠胚胎成纤维细胞中线粒体的结构特征。这些断层扫描图显示，内膜自组装成一个包含管状和扁平片层嵴成分的复杂结构。这种包含一个基质隔室的结构被认为对于线粒体作为细胞动力源的功能至关重要。我们发现，需要约10 pN量级的张力来稳定应力诱导的管状和扁平片层嵴相的共存。该模型还预测Δp = -0.036 ± 0.004 atm 和 σ = 0.09 ± 0.04 pN/nm。
引用
@article{arxiv.1004.0473,
title = {Tensile Forces and Shape Entropy Explain Observed Crista Structure in Mitochondria},
author = {M. Ghochani and J. D. Nulton and P. Salamon and T. G. Frey and A. Rabinovitch and A. R. C. Baljon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1004.0473},
year = {2015}
}