Membranfoldningsteori

De membranfoldningsteori Den föreslår att organellmembranen av eukaryota celler härstammar från expansion och invagination av plasmamembranet.

J.D. Robertson, en pionjär inom elektronisk mikroskopi, märkte 1962 att flera intracellulära kroppar hade en visuellt identisk struktur för plasmamembranet. 

Idén om en struktur som avgränsar cellerna uppstod omedelbart efter begreppet "cell" uppstod, så flera studier genomfördes för att förstå egenskaperna hos nämnda struktur.

Plasmamembranet

Plasmamembranet är en struktur som bildas av ett dubbelskikt av fosfolipider organiserade på ett sådant sätt att de polära grupperna är orienterade mot cytosolen och det extracellulära mediet, medan de apolära grupperna är organiserade i membranet.

Dess huvudfunktion är att definiera cellerna, både eukaryoter och prokaryoter, eftersom fysiskt separerar cytoplasma från det extracellulära mediet.

Trots sin strukturella funktion är det mycket väl känt att membranet inte är statiskt, men är en elastisk och dynamisk barriär där ett stort antal oumbärliga processer för cellen inträffar.

Vissa processer som händer i membranet är förankringen av cytoskeletten, transport av molekyler eller signalering och anslutning till andra celler för att bilda vävnader. Dessutom har ett brett utbud av organeller också membran där andra processer av stor betydelse inträffar.

Bakgrund av membranfoldningsteori

Elektrofysiologiska studier

Långt innan Robertson kom för att föreslå membranfoldningsteori 1962 genomfördes studier för att avgöra vad denna struktur var. I frånvaro av det elektroniska mikroskopet dominerar elektrofysiologiska studier, bland vilka är:

1895

Overton märkte att lipider korsade cellmembranet lättare än molekyler av en annan natur, därför dra slutsatsen att membranet skulle komponeras, mestadels, lipider.

1902

J. Bernstein presenterade sin hypotes, som nämnde att cellerna bestod av en lösning med fria joner avgränsade av ett tunt lager vattentätt till dessa laddade molekyler.

1923

Fricke mätte erytrocytmembrankapaciteten att lagra laster (kapacitans) och bestämde att detta värde var 0.81 µF/cm².

Därefter fastställdes att membranen i andra typer av celler hade liknande kapacitansvärden, därför skulle membranet vara en enhetsstruktur.

1925

Gorter och Grendel mätte området för däggdjurserytrocyter med hjälp av ett mikroskop. Sedan extraherade de lipiderna från ett känt antal av denna celltyp och mätte det område de ockuperade.

Som ett resultat av ett 1: 2 -cellförhållande: membran. Detta innebar att cellmembranet var en dubbel struktur och därmed framträdde termen "lipid tvåskikt".

1935

Tidigare studier till 1935 föreslog närvaron av proteiner i membranet, detta ledde till att Danielli och Davson föreslog smörgåsmodellen, eller protein-lipid-proteinmodell.

Enligt denna modell består plasmamembranet av två skikt av fosfolipider som är mellan två skikt av proteiner, som är associerade med membranet med elektrostatiska interaktioner.

Elektroniska mikroskopistudier

1959, tack vare utseendet på elektronisk mikroskopi, J. David Robertson samlade tillräckligt med bevis för att bekräfta och komplettera modellerna för Gorter och Grendel (1925) och Danielli och Davson (1935) och föreslå "enhetsmembranet" -modellen.

Denna modell behåller kännetecknet för den modell som föreslagits av Danielli och Davson från lipid -tvåskiktet, med variationen i proteinskiktet som i detta fall är asymmetrisk och diskontinuerlig.

Vad sägs om membran vikningsteori handlar om?

Ankomsten av elektronisk mikroskopi tillät att ha en ganska tydlig uppfattning om hur plasmamembranet bildades.

Detta faktum åtföljdes emellertid av visualiseringen av flera intra -ite -membran som bildade intracellulära fack, vilket ledde till att Robertson 1962 föreslog membranfoldningsteorin.

Membranfoldningsteorin är att plasmamembranet ökade sin yta och invaginerades för att ge upphov till de intrachitoplasmiska membranen, dessa membran omgav molekyler som fanns i cytosolen och har sitt ursprung i organellerna.

Enligt denna teori kunde kärnhöljet, endoplasmiska retikulum, Golgi, lysosomer och vakuolapparater ha sitt ursprung på detta sätt på detta sätt.

Kontinuiteten som finns mellan plasmamembranet med de tre första organellerna som nämns ovan har bekräftats genom elektroniska mikroskopi -studier i olika celltyper.

Robertson föreslog emellertid också i sin teori att vesikulära organeller, såsom lysosomer och vakuoler, också har sitt ursprung genom invaginationer som senare skilde sig från membranet.

På grund av egenskaperna hos membranfoldningsteori betraktas det som en förlängning av den enhetliga membranmodellen som han föreslog 1959.

Mikrografer tagna av Robertson visar att alla dessa membran är lika och därför bör ha en ganska liknande komposition.

Emellertid modifierar specialiseringen av organeller avsevärt sammansättningen av membranen, vilket minskar de egenskaper de har gemensamt på biokemisk och molekylnivå.

På liknande sätt upprätthålls det faktum att membranen är huvudsakliga för att tjäna som en stabil barriär för vattenhaltiga medier.

Betydelsen av denna teori

Tack vare alla tester som genomfördes mellan 1895 och 1965, särskilt mikroskopi -studier som genomfördes av J.D. Robertson, vikten av cellmembran betonade.

Från sin enhetsmodell började den väsentliga roll som membranet spelar i cellernas struktur och funktion att framhävs, till den punkten att studien av denna struktur betraktas som ett grundläggande tema i nuvarande biologi.

Nu har för närvarande teorin som sådan ingen acceptans.

Men när han gav upphov till fler experter i området som försökte belysa ursprunget inte bara för cellmembran, utan också ursprunget till den eukaryota cellen själv, som Lynn Margulis gjorde 1967 genom att höja endosimbiotiska teorin.

Referenser

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. (2008). Molekylärcellbiologi. 
2. Heuser J.OCH. (nittonhundranittiofem). Till minne av j. David Robertson. Hämtad från heuserlab.Wustl.Edu.
3. Läs en. (2001). Membranstruktur. Curn. Biogus.