Teori om membranfoldning



den membranfoldningsteori foreslår, at membranerne fra organellerne stammer fra ekspansion og invagination af plasmamembranen. J.D Robertson, pioner inden for elektronmikroskopi, bemærkede i 1962, at flere intracellulære legemer havde en struktur, der visuelt var identisk med plasmamembranen. 

Ideen om en struktur, der afgrænser cellerne opstod umiddelbart efter begrebet "celle" opstod, for hvilket der blev udført flere undersøgelser for at belyse strukturens egenskaber.

indeks

  • 1 Plasmamembranen
  • 2 Antecedenter af teorien om membranfoldning
    • 2.1 Elektrofysiologiske undersøgelser
  • 3 elektronmikroskopi undersøgelser
  • 4 Hvad handler membranfoldningsteorien om??
  • 5 Betydningen af ​​denne teori
  • 6 referencer

Plasmamembranet

Plasmamembranen er en struktur dannet af et dobbelt lag af phospholipider organiseret således, at polære grupper er orienteret mod cytosolen og det ekstracellulære medium, mens de ikke-polære grupper er organiseret i membranen.

Hovedfunktionen er at definere cellerne, både eukaryotiske og prokaryote, da det fysisk adskiller cytoplasma fra det ekstracellulære medium.

På trods af dets strukturelle funktion er det velkendt, at membranen ikke er statisk, men er en elastisk og dynamisk barriere, hvor et stort antal processer, der er væsentlige for cellen, forekommer.

Nogle processer, der finder sted i membranen, er forankring af cytoskelettet, transport af molekyler, signalering og forbindelse med andre celler til dannelse af væv. Derudover har en række organeller også en membran, hvor andre processer af stor betydning forekommer.

Antecedents af teorien om membranfoldning

Elektrofysiologiske undersøgelser

Længe før Robertson kom op med teorien om membranfoldning i 1962 blev undersøgelser først udført for at bestemme, hvordan strukturen var. I fravær af elektronmikroskopet dominerede elektrofysiologiske undersøgelser, blandt hvilke følgende skiller sig ud:

1895

Overton bemærkede, at lipider krydser cellemembranen lettere end molekyler af anden art, derfor udledes at membranen skal sammensættes, hovedsagelig ved hjælp af lipider.

1902

J. Bernstein præsenterede sin hypotese, som nævnte, at cellerne bestod af en opløsning med frie ioner afgrænset af et tyndt lag, der var uigennemtrængeligt for de ladede molekyler.

1923

Fricke målte kapaciteten af ​​erythrocytemembranen til at opbevare ladninger (kapacitans), idet man fastslog, at denne værdi var 0,81 μF / cm2.

Senere blev det bestemt, at membranerne fra andre typer af celler frembragte lignende kapacitansværdier, derfor skal membranen være en enhedsstruktur.

1925

Gorter og Grendel målte området for pattedyrs erythrocytter ved hjælp af et mikroskop. Derefter udviste de lipiderne fra et kendt antal af denne celletype og målte det område, de optog.

De opnåede som resultat et 1: 2 celle: membranforhold. Dette betød, at cellemembranen var en dobbelt struktur, hvorved udtrykket "lipid dobbeltlag".

1935

Tidligere undersøgelser til 1935 foreslog tilstedeværelsen af ​​proteiner i membranen, hvilket førte Danielli og Davson til at foreslå Sandwich-modellen eller Protein-Lipid-Protein-modellen.

Ifølge denne model består plasmamembranen af ​​to lag af phospholipider, der er mellem to lag af proteiner, som er forbundet med membranen gennem elektrostatiske interaktioner..

Elektronmikroskopi undersøgelser

I 1959 med fremkomsten af ​​elektronmikroskopi, J. David Robertson indsamlet nok beviser til at bekræfte og supplere de modeller, der er foreslået af Gorter og Grendel (1925) og Danielli og Davson (1935), og foreslå den model af "Membrane Unitary".

Denne model bevarer den karakteristiske forslag Danieli og Davson lipiddobbeltlag model, med varierende protein lag, som i dette tilfælde, er asymmetrisk og diskontinuerlig .

Hvad er membranfoldningsteorien om??

Ankomsten af ​​elektronisk mikroskopi fik lov til at have en ret klar ide om, hvordan plasmamembranen blev dannet.

Men denne kendsgerning ledsaget af display af flere intracytoplasmatiske membraner dannede intracellulære rum vin, hvilket fører til Robertson i 1962 foreslog "Theory membran foldning".

Foldning teori membran plasmamembranen og øget dens overflade invaginó til opnåelse intracytoplasmatiske membraner blev disse membraner omgivet molekyler i cytosolen og organellerne forårsager.

Ifølge denne teori kunne den nukleare kuvert, det endoplasmatiske retikulum, Golgi-apparatet, lysosomer og vakuoler være opstået på denne måde.

Den kontinuitet, der eksisterer mellem plasmamembranen med de første tre organeller, der er nævnt ovenfor, er blevet bekræftet ved elektronmikroskopiundersøgelser i forskellige celletyper.

Imidlertid foreslog Robertson i sin teori, at vesikulære organeller såsom lysosomer og vakuoler også var opstået af invaginationer, der efterfølgende separerede fra membranen.

På grund af egenskaberne ved membrankfoldningsteorien betragtes dette som en forlængelse af den enhedsmembranmodel, som han selv foreslog i 1959.

Mikrograferne taget af Robertson viser, at alle disse membraner er ens og derfor burde have en forholdsvis ensartet sammensætning.

Specialiseringen af ​​organellerne ændrer imidlertid væsentligt membranets sammensætning, hvilket reducerer egenskaberne, de har til fælles på det biokemiske og molekylære niveau.

Ligeledes opretholdes den kendsgerning, at membranerne har deres hovedfunktion som en stabil barriere for vandige medier.

Betydningen af ​​denne teori

Takket være alle de tests, der blev udført mellem 1895 og 1965, især til mikroskopi undersøgelser udført af J.D. Robertson blev betydningen af ​​cellemembraner understreget.

Fra sin enhedsmodel begyndte den væsentlige rolle, som membranen spiller i cellernes struktur og funktion, at understreges i en sådan grad, at undersøgelsen af ​​denne struktur betragtes som et grundlæggende spørgsmål i den nuværende biologi.

Med hensyn til membranfoldningsteoriets bidrag har dette for øjeblikket ikke accept. Men på det tidspunkt, han ført til flere eksperter på området forsøge at fastslå årsagen ikke kun af cellemembraner, men også oprindelsen af ​​selve den eukaryote celle, som den gjorde i 1967 Margulis at hæve endosymbiotiske teori.

referencer

  1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. Molecular Cell Biology. Vol 39. 8. udgave; 2008.
  2. Heuser JE. Til minde om J. David Robertson. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Taget fra heuserlab.wustl.edu.
  3. Lee A. Membranstruktur. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
  4. Gupta GP. Plantecellebiologi. Discovery Publishing House; 2004. hentet fra books.google.
  5. Heimburg T. Membranes-En introduktion. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
  6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Gennemgå aktuelle modeller for strukturen af ​​biologiske membraner. J Cell Biol.