Teória skladania membrán



teória skladania membrán navrhuje, aby membrány organel pochádzajú z expanzie a invaginácie plazmatickej membrány. J.D Robertson, priekopník v elektrónovej mikroskopii, si v roku 1962 všimol, že niekoľko intracelulárnych telies malo štruktúru, ktorá je vizuálne identická s plazmatickou membránou.. 

Myšlienka štruktúry, ktorá ohraničuje bunky, vznikla bezprostredne po vzniku koncepcie "bunky", pre ktorú sa uskutočnilo niekoľko štúdií na objasnenie charakteristík uvedenej štruktúry..

index

  • 1 Plazmatická membrána
  • 2 Predpoklady teórie skladania membrán
    • 2.1 Elektrofyziologické štúdie
  • Štúdie elektrónovej mikroskopie
  • 4 O čom je teória skladania membrán??
  • 5 Význam tejto teórie
  • 6 Referencie

Plazmatická membrána

Plazmatická membrána je štruktúra tvorená dvojitou vrstvou fosfolipidov usporiadaných takým spôsobom, že polárne skupiny sú orientované smerom k cytozolu a extracelulárnemu médiu, zatiaľ čo nepolárne skupiny sú usporiadané smerom do vnútra membrány..

Jeho hlavnou funkciou je definovať bunky, eukaryotické aj prokaryotické, pretože fyzicky oddeľuje cytoplazmu od extracelulárneho média..

Napriek svojej konštrukčnej funkcii je dobre známe, že membrána nie je statická, ale je elastická a dynamická bariéra, kde dochádza k veľkému počtu procesov nevyhnutných pre bunku..

Niektoré procesy, ktoré prebiehajú v membráne, sú ukotvenie cytoskeletu, transport molekúl, signalizácia a spojenie s inými bunkami za vzniku tkanív. Okrem toho, rôzne organely majú tiež membránu, v ktorej sa vyskytujú ďalšie procesy veľkého významu.

Predpoklady teórie skladania membrán

Elektrofyziologické štúdie

Dlho predtým, ako Robertson prišiel s teóriou skladania membrán v roku 1962, sa najprv uskutočnili štúdie, aby sa určilo, aká bola štruktúra. V neprítomnosti elektrónového mikroskopu prevládali elektrofyziologické štúdie, medzi ktorými boli nasledovné:

1895

Overton poznamenal, že lipidy prechádzajú cez bunkovú membránu ľahšie ako molekuly inej povahy, a preto vyvodzujú, že membrána by mala byť zložená najmä z lipidov.

1902

J. Bernstein prezentoval svoju hypotézu, ktorá uvádza, že bunky pozostávali z roztoku s voľnými iónmi ohraničenými tenkou vrstvou nepriepustnou pre uvedené nabité molekuly..

1923

Fricke meral kapacitu membrány erytrocytov na ukladanie nábojov (kapacitancie), pričom určoval, že táto hodnota bola 0,81 μF / cm.2.

Neskôr sa zistilo, že membrány iných typov buniek majú podobné kapacitné hodnoty, preto by mala byť membrána jednotnou štruktúrou.

1925

Gorter a Grendel pomocou mikroskopu merali plochu cicavčích erytrocytov. Potom extrahovali lipidy zo známeho počtu tohto typu bunky a merali plochu, ktorú obsadili.

Získali ako výsledok pomer 1: 2 bunka: membrána. To znamenalo, že bunková membrána bola dvojitou štruktúrou, takže sa objavil termín "lipidová dvojvrstva"..

1935

Predchádzajúce štúdie do roku 1935 naznačili prítomnosť proteínov v membráne, čo viedlo k tomu, že Danielli a Davson navrhli model Sandwich alebo proteín-lipid-proteín..

Podľa tohto modelu sa plazmatická membrána skladá z dvoch vrstiev fosfolipidov, ktoré sú medzi dvoma vrstvami proteínov, ktoré sú spojené s membránou prostredníctvom elektrostatických interakcií..

Štúdie elektrónovej mikroskopie

V roku 1959, vďaka vzhľadu elektronickej mikroskopie, J. David Robertson zozbieral dostatok dôkazov na potvrdenie a doplnenie modelov navrhnutých Gorterom a Grendelom (1925) a Danielom a Davsonom (1935) a na vytvorenie modelu "Unitary Membrane"..

Tento model si zachováva charakteristiku modelu, ktorý navrhol Danielli a Davson z lipidovej dvojvrstvy, s variáciou proteínovej vrstvy, ktorá je v tomto prípade asymetrická a diskontinuálna. .

O čom je membránová teória skladania??

Príchod elektronickej mikroskopie umožnil pomerne jasnú predstavu o tom, ako bola vytvorená plazmatická membrána.

Táto skutočnosť však bola sprevádzaná vizualizáciou viacerých intracytoplazmatických membrán, ktoré tvorili intracelulárne kompartmenty, čo viedlo Robertsona v roku 1962 k navrhnutiu "Teórie skladania membrán"..

Teória skladania membrán spočíva v tom, že plazmatická membrána zväčšila svoj povrch a invaginovala, aby sa vytvorili intracytoplazmatické membrány, pričom tieto membrány obklopovali molekuly, ktoré boli v cytosóle, čím vznikli organely..

Podľa tejto teórie mohol jadrový obal, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, lyzozómy a vakuoly vzniknúť týmto spôsobom..

Kontinuita, ktorá existuje medzi plazmatickou membránou s prvými tromi organelami uvedenými vyššie, bola potvrdená štúdiami elektrónovej mikroskopie v rôznych typoch buniek.

Robertson však vo svojej teórii tiež navrhol, že vezikulárne organely, ako sú lyzozómy a vakuoly, pochádzajú aj z invaginácií, ktoré sa následne oddelili od membrány..

Vzhľadom k vlastnostiam skladacej teórie membrány, toto je považované za rozšírenie jednotného membránového modelu, ktorý on sám navrhol v roku 1959.

Mikrofotografie od Robertsona ukazujú, že všetky tieto membrány sú rovnaké, a preto by mali mať pomerne podobné zloženie.

Špecializácia organel však značne mení zloženie membrán, čo znižuje vlastnosti, ktoré majú spoločné na biochemickej a molekulárnej úrovni..

Rovnako je zachovaná skutočnosť, že membrány majú ako svoju hlavnú funkciu slúžiť ako stabilná bariéra pre vodné médiá.

Význam tejto teórie

Vďaka všetkým testom uskutočneným v rokoch 1895 až 1965, najmä mikroskopickým štúdiám J.D. Robertson, zdôraznila dôležitosť bunkových membrán.

Zo svojho jednotného modelu sa začala zdôrazňovať významná úloha, ktorú zohráva membrána v štruktúre a funkcii buniek, do takej miery, že štúdium tejto štruktúry je v súčasnej biológii považované za základný problém..

Teraz, s ohľadom na prínos teórie skladania membrán, to v súčasnosti nie je akceptované. V tom čase to však viedlo k tomu, že sa v oblasti snažili objasniť pôvod nielen bunkových membrán, ale aj pôvod samotnej eukaryotickej bunky, podobne ako Lynn Margulis v roku 1967 pri zvyšovaní endosymbiotickej teórie.

referencie

  1. Lodish H, Berk A, Kaiser C a kol. Molekulárna bunková biológia. Zv. 39. 8. vydanie; 2008.
  2. Heuser JE. V pamäti J. Davida Robertsona. Am Soc Cell Biol., 1995: 11-13. Prevzaté z heuserlab.wustl.edu.
  3. Lee A. Membránová štruktúra. Curr Biol., 2001, 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
  4. Gupta GP. Biológia rastlinných buniek. Vydavateľstvo Discovery; 2004. Prevzaté z kníh.google.
  5. Heimburg T. Membrány-Úvod. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
  6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Preskúmať súčasné modely štruktúry biologických membrán. J Cell Biol.