Теория на сгъване на мембраната



на теория на сгъване на мембрани Предполага, че мембраните на органелите произхождат от разширяването и инвагинацията на плазмената мембрана. J.D. Robertson, пионер в електронната микроскопия, забеляза през 1962 г., че няколко вътреклетъчни тела имат структура, визуално идентична с плазмената мембрана.. 

Идеята за структура, която ограничава клетките, възникна веднага след появата на понятието "клетка", за което бяха проведени няколко изследвания, за да се изяснят характеристиките на споменатата структура..

индекс

  • 1 Плазмената мембрана
  • 2 Предшестваща теория на сгъването на мембраната
    • 2.1 Електрофизиологични изследвания
  • 3 Електронно микроскопични изследвания
  • 4 Каква е теорията за сгъване на мембраната??
  • 5 Значение на тази теория
  • 6 Препратки

Плазмената мембрана

Плазмената мембрана е структура, образувана от двуслоен фосфолипид, организиран по такъв начин, че полярните групи са ориентирани към цитозола и извънклетъчната среда, докато неполярните групи са организирани към вътрешността на мембраната..

Неговата основна функция е да дефинира клетките, както еукариотни, така и прокариотни, тъй като физически отделя цитоплазмата от извънклетъчната среда.

Въпреки своята структурна функция е добре известно, че мембраната не е статична, а е еластична и динамична бариера, където се срещат голям брой процеси от съществено значение за клетката..

Някои процеси, които протичат в мембраната, са закотвяне на цитоскелета, транспорт на молекули, сигнализиране и връзка с други клетки за образуване на тъкани. В допълнение, различни органели също имат мембрана, в която се проявяват други важни процеси.

Предшественици на теорията на сгъването на мембраната

Електрофизиологични изследвания

Дълго преди Робъртсън да представи теорията за сгъването на мембраните през 1962 г., първоначално бяха проведени изследвания, за да се определи каква е структурата. В отсъствието на електронен микроскоп преобладават електрофизиологичните изследвания, сред които се открояват следните:

1895

Овертън отбелязва, че липидите преминават клетъчната мембрана по-лесно, отколкото молекулите от друг характер, следователно, заключението, че мембраната трябва да бъде съставена предимно от липиди.

1902

J. Bernstein представи своята хипотеза, в която се споменава, че клетките се състоят от разтвор със свободни йони, ограничени от тънък слой, непропусклив за споменатите заредени молекули..

1923

Fricke измерва капацитета на еритроцитната мембрана за съхраняване на заряди (капацитет), определяйки, че тази стойност е 0.81 μF / cm2.

По-късно беше установено, че мембраните от други типове клетки имат сходни стойности на капацитета, следователно мембраната трябва да бъде единна структура.

1925

Gorter и Grendel измерват площта на еритроцитите от бозайници с помощта на микроскоп. След това те извличат липидите от известен брой от този клетъчен тип и измерват площта, която заемат.

Те получават като резултат съотношение 1: 2 клетка: мембрана. Това означава, че клетъчната мембрана е двойна структура, като по този начин се появява терминът "липиден двуслой"..

1935

Предишни проучвания до 1935 г. показаха наличието на протеини в мембраната, което накара Даниели и Дейвсън да предложат модела Сандвич или модела протеин-липид-протеин..

Според този модел плазмената мембрана се състои от два слоя фосфолипиди, които са между два слоя протеини, които са свързани с мембраната чрез електростатични взаимодействия..

Електронно микроскопски изследвания

През 1959 г., благодарение на появата на електронна микроскопия, J. David Robertson събра достатъчно доказателства, за да потвърди и допълни моделите, предложени от Gorter and Grendel (1925) и Danielli and Davson (1935), и да повдигне модела на "Unitary Membrane"..

Този модел запазва характеристиката на модела, предложен от Даниели и Дейвсън на липидния двуслой, с изменението на протеиновия слой, който в този случай е асиметричен и прекъснат .

За какво е теорията за сгъване на мембраната??

Пристигането на електронната микроскопия позволи да има доста ясна представа за формирането на плазмената мембрана.

Този факт обаче беше придружен от визуализация на множество интрацитоплазмени мембрани, които формират вътреклетъчни отделения, което накара Робъртсън през 1962 г. да предложи "Теория на сгъването на мембраната"..

Теорията на сгъването на мембраната е, че плазмената мембрана увеличава повърхността си и се инвагира, за да предизвика интрацитоплазмените мембрани, като тези мембрани заобикалят молекули, които са в цитозола и по този начин образуват органелите.

Според тази теория, ядрената обвивка, ендоплазменият ретикулум, апаратът на Голджи, лизозомите и вакуолите биха могли да произхождат по този начин..

Непрекъснатостта, която съществува между плазмената мембрана с първите три органели, споменати по-горе, е потвърдена с електронни микроскопски изследвания в различни типове клетки..

Въпреки това, Робъртсън също предлага в своята теория, че везикуларни органели, като лизозоми и вакуоли, също произхождат от инвагинации, които впоследствие се отделят от мембраната..

Поради характеристиките на теорията на сгъването на мембраната, това се разглежда като разширение на единния модел на мембраната, който той сам предложи през 1959 г..

Микрографиите, направени от Робъртсън, показват, че всички тези мембрани са еднакви и следователно трябва да имат сравнително сходен състав.

Въпреки това, специализацията на органелите значително променя състава на мембраните, което намалява общите им свойства на биохимично и молекулярно ниво..

По същия начин се поддържа фактът, че мембраните имат за основна функция да служат като стабилна бариера за водни среди.

Значение на тази теория

Благодарение на всички тестове, проведени между 1895 и 1965 г., особено на микроскопските изследвания, проведени от J.D. Робъртсън подчерта значението на клетъчните мембрани.

От единния си модел основната роля на мембраната в структурата и функцията на клетките започва да се подчертава до такава степен, че изследването на тази структура се счита за основен проблем в съвременната биология..

Сега, по отношение на приноса на теорията за сгъване на мембраната, понастоящем това не се приема. Въпреки това, по това време той е довел до повече експерти в областта, които се опитват да изяснят произхода не само на клетъчните мембрани, но и на произхода на самата еукариотна клетка, както и Лин Маргулис през 1967 г., когато повдига теорията за ендосимбиотиците..

препратки

  1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. Молекулярна клетъчна биология. Vol 39. 8th ed.; 2008.
  2. Heuser JE. В памет на J. David Robertson. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Взето от heuserlab.wustl.edu.
  3. Lee A. Мембранна структура. Curr Biol., 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
  4. Gupta GP. Биология на растителните клетки. Издателска къща "Дискавъри"; 2004. Взети от books.google.
  5. Въведение за мембрани Т. Heimburg T. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
  6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Преглед на настоящите модели за структурата на биологичните мембрани. J Cell Biol.