Teorija prekrivanja membrane



The teorija prekrivanja membrane predlaga, da membrane organelov izvirajo iz ekspanzije in invaginacije plazemske membrane. J.D Robertson, pionir elektronske mikroskopije, je leta 1962 opazil, da ima več znotrajceličnih teles strukturo, ki je vizualno identična plazemski membrani. 

Zamisel o strukturi, ki omejuje celice, se je pojavila takoj po nastanku koncepta "celice", za katerega je bilo izvedenih več študij za pojasnitev značilnosti omenjene strukture..

Indeks

  • 1 Plazemska membrana
  • 2 Predmeti teorije prekrivanja membrane
    • 2.1 Elektrofiziološke študije
  • 3 Študije z elektronsko mikroskopijo
  • 4 Kakšna je teorija prekrivanja membrane??
  • 5 Pomen te teorije
  • 6 Reference

Plazemska membrana

Plazemska membrana je struktura, ki jo tvori dvojna plast fosfolipidov, tako da so polarne skupine usmerjene proti citosolu in zunajceličnemu mediju, medtem ko so nepolarne skupine organizirane proti notranjosti membrane..

Njegova glavna funkcija je določiti celice, tako evkariontske kot prokariontske, ker fizično ločuje citoplazmo od zunajceličnega medija..

Kljub svoji strukturni funkciji je dobro znano, da membrana ni statična, ampak je elastična in dinamična pregrada, kjer pride do velikega števila procesov, ki so bistveni za celico..

Nekateri procesi, ki se odvijajo v membrani, so sidranje citoskeleta, transport molekul, signaliziranje in povezava z drugimi celicami v tkiva. Poleg tega imajo različne organele tudi membrano, v kateri se pojavljajo drugi pomembni procesi.

Prejšnjaki teorije prekrivanja membrane

Elektrofiziološke študije

Davno preden je Robertson leta 1962 predstavil teorijo prekrivanja membran, so bile najprej izvedene študije, da bi ugotovili, kakšna je bila struktura. V odsotnosti elektronskega mikroskopa so prevladovale elektrofiziološke študije, med katerimi izstopajo:

1895

Overton je opozoril, da lipidi lažje prestopajo celično membrano kot molekule druge narave, zato sklepamo, da mora biti membrana sestavljena predvsem iz lipidov..

1902

J. Bernstein je predstavil svojo hipotezo, v kateri je navedeno, da so celice sestavljene iz raztopine s prostimi ioni, ki so omejeni s tanko plastjo, neprepustno za omenjene nabite molekule..

1923

Fricke je izmeril zmogljivost eritrocitne membrane za shranjevanje nabojev (kapacitivnosti), pri čemer je ugotovil, da je ta vrednost 0,81 μF / cm2.

Kasneje je bilo ugotovljeno, da imajo membrane drugih tipov celic podobne kapacitivne vrednosti, zato mora biti membrana enotna struktura.

1925

Gorter in Grendel sta izmerila površino sesalskih eritrocitov s pomočjo mikroskopa. Nato so ekstrahirali lipide iz znane številke te celične vrste in izmerili območje, ki so ga zasedli.

Kot rezultat so dobili razmerje 1: 2 celic: membrana. To je pomenilo, da je bila celična membrana dvojna struktura, s čimer se je pojavil izraz "lipidni dvosloj"..

1935

Prejšnje študije do leta 1935 so nakazovale prisotnost beljakovin v membrani, zaradi česar so Danielli in Davson predlagali Sandwich model ali model beljakovinsko-lipidnih beljakovin..

V skladu s tem modelom je plazemska membrana sestavljena iz dveh plasti fosfolipidov, ki sta med dvema plasti beljakovin, ki sta povezani z membrano skozi elektrostatične interakcije..

Študije z elektronsko mikroskopijo

Leta 1959 je J. David Robertson zaradi videza elektronske mikroskopije zbral dovolj dokazov, da bi potrdil in dopolnil modele, ki so jih predlagali Gorter in Grendel (1925) ter Danielli in Davson (1935), ter dvignil model "Unitary Membrane"..

Ta model ohranja značilnost modela, ki sta ga predlagala Danielli in Davson iz lipidnega dvosloja, z variacijo proteinske plasti, ki je v tem primeru asimetrična in diskontinuirana. .

Kakšna je teorija prekrivanja membrane??

Prihod elektronske mikroskopije je omogočil precej jasno predstavo o tem, kako je nastala plazemska membrana.

Vendar je to dejstvo spremljala vizualizacija večih intracitoplazmatskih membran, ki so tvorile intracelularne kompartmente, zaradi česar je Robertson leta 1962 predlagal "Teorijo prekrivanja membrane"..

Teorija membranskega prekrivanja je, da je plazemska membrana povečala svojo površino in invaginirala, da je povzročila intracitoplazmatske membrane, te membrane so obkrožale molekule, ki so bile v citosolu in tako izvirale organele.

V skladu s to teorijo bi lahko jedrski ovoj, endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi in vakuole nastali na ta način..

Kontinuiteta, ki obstaja med plazemsko membrano s prvimi tremi zgoraj omenjenimi organeli, je bila potrjena z raziskavami z elektronsko mikroskopijo v različnih tipih celic..

Vendar pa je Robertson v svoji teoriji predlagal tudi, da so vezikularne organele, kot so lizosomi in vakuole, nastale tudi z invaginacijami, ki so se kasneje ločile od membrane..

Zaradi značilnosti teorije zlaganja membrane se to šteje kot razširitev modela enotne membrane, ki ga je sam predlagal leta 1959.

Mikroskopi, ki jih je posnel Robertson, kažejo, da so vse te membrane enake in zato morajo imeti precej podobno sestavo.

Vendar pa specializacija organelov bistveno spremeni sestavo membran, kar zmanjša lastnosti, ki jih imajo na biokemični in molekulski ravni..

Prav tako se ohrani dejstvo, da imajo membrane kot glavno funkcijo stabilno oviro za vodne medije.

Pomen te teorije

Zahvaljujoč vsem testom, ki so bili opravljeni med letoma 1895 in 1965, še posebej z mikroskopskimi raziskavami, ki jih je opravil J.D. Robertson, poudaril je pomen celičnih membran.

Iz njegovega enotnega modela se je začela poudarjati bistvena vloga membrane v strukturi in funkciji celic, do te mere, da se študija te strukture obravnava kot temeljno vprašanje v sedanji biologiji..

Zdaj, glede prispevka teorije prekrivanja membrane, to trenutno ni sprejemljivo. Vendar je takrat to vodilo k temu, da je več strokovnjakov na tem območju poskušalo razjasniti izvor ne samo celičnih membran, ampak tudi izvor same evkariontske celice, tako kot Lynn Margulis leta 1967, ko je dvignila teorijo endosimbiotiki..

Reference

  1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. Molekularna celična biologija. Vol 39. 8. izd. 2008.
  2. Heuser JE. V spomin na J. Davida Robertsona. Am Soc Cell Biol., 1995: 11-13. Vzeto 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 rastlinskih celic. Discovery Publishing House; 2004. Vzeto iz books.google.
  5. Uvod Heimburg T. Membrane-An. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1–13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
  6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Pregled trenutnih modelov za strukturo bioloških membran. J Cell Biol.