Teorija preklapanja membrane



teorija preklapanja membrane predlaže da membrane organela potječu od ekspanzije i invaginacije plazma membrane. J.D Robertson, pionir elektronske mikroskopije, primijetio je 1962. da nekoliko intracelularnih tijela ima strukturu vizualno identičnu plazmatskoj membrani. 

Ideja o strukturi koja ograničava stanice pojavila se odmah nakon pojave koncepta "stanica", za koje je provedeno nekoliko istraživanja kako bi se razjasnile karakteristike navedene strukture..

indeks

  • 1 Plazma membrana
  • 2 Predmeti teorije preklapanja membrana
    • 2.1 Elektrofiziološke studije
  • 3 Ispitivanja elektronskim mikroskopom
  • 4 O čemu je teorija sklapanja membrane??
  • 5 Važnost te teorije
  • 6 Reference

Plazma membrana

Plazma membrana je struktura oblikovana dvostrukim slojem fosfolipida organiziranih na takav način da su polarne skupine orijentirane prema citosolu i izvanstaničnom mediju, dok su nepolarne skupine organizirane prema unutrašnjosti membrane.

Njegova glavna funkcija je definiranje stanica, i eukariotskih i prokariotskih, budući da fizički odvaja citoplazmu od izvanstaničnog medija.

Unatoč svojoj strukturalnoj funkciji, dobro je poznato da membrana nije statična, ali je elastična i dinamička barijera u kojoj se odvija veliki broj procesa bitnih za stanicu..

Neki procesi koji se odvijaju u membrani su sidrenje citoskeleta, transport molekula, signaliziranje i povezivanje s drugim stanicama u tkiva. Osim toga, različite organele također imaju membranu u kojoj se odvijaju drugi procesi od velike važnosti.

Prethodnici teorije preklapanja membrana

Elektrofiziološke studije

Dugo prije nego što je Robertson 1962. godine došao do teorije preklapanja membrana, najprije su provedena istraživanja kako bi se utvrdilo kakva je struktura bila. U odsutnosti elektronskog mikroskopa prevladavale su elektrofiziološke studije među kojima se ističu:

1895

Overton je primijetio da lipidi lakše prelaze staničnu membranu nego molekule druge prirode, stoga su zaključili da membrana mora biti sastavljena, uglavnom, od lipida.

1902

J. Bernstein je predstavio svoju hipotezu, u kojoj se navodi da se stanice sastoje od otopine s slobodnim ionima ograničenim tankim slojem nepropusnim za navedene nabijene molekule..

1923

Fricke je izmjerio kapacitet membrane eritrocita za skladištenje naboja (kapacitivnosti), utvrđujući da je ova vrijednost 0.81 μF / cm2.

Kasnije je utvrđeno da su membrane drugih tipova stanica pokazale slične kapacitivne vrijednosti, stoga bi membrana trebala biti jedinstvena struktura.

1925

Gorter i Grendel izmjerili su područje eritrocita sisavaca pomoću mikroskopa. Zatim su ekstrahirali lipide iz poznatog broja ovog tipa stanica i izmjerili područje koje su zauzeli.

Kao rezultat dobiveni su omjeri 1: 2 stanica: membrana. To je značilo da je stanična membrana bila dvostruka struktura, tako da se pojavio termin "lipidni dvosloj".

1935

Prethodne studije do 1935. sugerirale su prisutnost bjelančevina u membrani, što je navelo Daniellija i Davsona da predlože Sandwich model ili model protein-lipid-protein..

Prema ovom modelu, plazma membrana se sastoji od dva sloja fosfolipida koji se nalaze između dva sloja proteina, koji su povezani s membranom kroz elektrostatske interakcije..

Ispitivanja elektronskim mikroskopom

Godine 1959., zahvaljujući pojavi elektronske mikroskopije, J. David Robertson prikupio je dovoljno dokaza koji potvrđuju i nadopunjuju modele koje su predložili Gorter i Grendel (1925) i Danielli i Davson (1935.), te podižu model "Unitary Membrane"..

Ovaj model zadržava karakteristike modela koje su predložili Danielli i Davson iz lipidnog dvosloja, s varijacijom sloja proteina koji je, u ovom slučaju, asimetričan i diskontinuiran .

O čemu je riječ o teoriji preklapanja membrane??

Dolazak elektronske mikroskopije dopustio je da ima prilično jasnu ideju o tome kako je nastala plazma membrana.

Međutim, ta je činjenica popraćena vizualizacijom višestrukih intracitoplazmatskih membrana koje su oblikovale unutarstanične odjeljke, što je dovelo do toga da je Robertson 1962. predložio "Teoriju preklapanja membrane"..

Teorija preklapanja membrana je da je plazma membrana povećala svoju površinu i invaginirana da bi izazvala intracitoplazmatske membrane, te su membrane okružile molekule koje su bile u citosolu i tako proizvele organele.

Prema toj teoriji, nuklearna ovojnica, endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi i vakuole mogli su nastati na ovaj način..

Kontinuitet koji postoji između plazma membrane s prva tri gore spomenuta organela potvrđen je elektronskim mikroskopskim studijama u različitim tipovima stanica..

Međutim, Robertson je također predložio u svojoj teoriji da su vezikularne organele, kao što su lizosomi i vakuole, također nastale invaginacijama koje su se kasnije odvojile od membrane..

Zbog svojstava teorije sklapanja membrane, to se smatra proširenjem jedinstvenog modela membrane koji je on sam predložio 1959..

Mikrografi koje je snimio Robertson pokazuju da su sve te membrane jednake i stoga bi trebale imati prilično sličan sastav.

Međutim, specijalizacija organela značajno modificira sastav membrana, što smanjuje njihova svojstva na biokemijskoj i molekularnoj razini..

Isto tako, održava se činjenica da membrane imaju svoju glavnu funkciju da služe kao stabilna barijera za vodene medije.

Važnost te teorije

Zahvaljujući svim testovima koji su provedeni između 1895. i 1965., posebno na mikroskopskim studijama koje je proveo J.D. Robertson je naglasio važnost staničnih membrana.

Iz njegovog unitarnog modela počela se naglašavati bitna uloga membrane u strukturi i funkciji stanica, do te mjere da se proučavanje ove strukture smatra temeljnim problemom u suvremenoj biologiji..

Sada, s obzirom na doprinos teorije preklapanja membrane, to trenutno nema prihvaćanja. Međutim, u to vrijeme to je dovelo do toga da je više stručnjaka u tom području pokušalo rasvijetliti podrijetlo ne samo staničnih membrana, nego i podrijetlo same eukariotske stanice, kao što je to učinila Lynn Margulis 1967. kada je podigla teoriju endosimbiotika.

reference

  1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, i sur. Molekularna stanična biologija. Vol 39. 8. izdanje; 2008.
  2. Heuser JE. U sjećanju J. David Robertson. Am Soc Cell Biol., 1995: 11-13. Preuzeto iz heuserlab.wustl.edu.
  3. Lee A. Membranska struktura. Curr Biol., 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
  4. Gupta GP. Biologija biljnih stanica. Izdavačka kuća Discovery; 2004. Preuzeto iz books.google.
  5. Uvod Heimburga T. Uvod. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
  6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Pregledati trenutne modele za strukturu bioloških membrana. J Cell Biol.