TEORIJA ZLAGANJA MEMBRAN - BIOLOGIJA - 2026

Teorija membrana zložljiva predlaga, da organelov Membrane izvira iz ekspanzijo in invagination za plazemsko membrano. JD Robertson, pionir elektronske mikroskopije, je leta 1962 ugotovil, da ima več znotrajceličnih teles strukturo, ki je vizualno enaka plazemski membrani.

Zamisel o strukturi, ki razmejuje celice, se je pojavila takoj po pojavu koncepta "celica", zato je bilo izvedenih več raziskav, da bi razjasnili značilnosti te strukture.

Plazemska membrana

Plazemska membrana

Plazemska membrana je struktura, ki jo tvori dvojni sloj fosfolipidov, organiziran tako, da so polarne skupine usmerjene proti citosolu in zunajceličnemu mediju, medtem ko so apolarne skupine organizirane proti notranjosti membrane.

Njegova glavna funkcija je definirati celice, tako evkariontske kot prokariotske, saj citoplazmo fizično loči od zunajceličnega okolja.

Kljub strukturni funkciji je dobro znano, da membrana ni statična, ampak je elastična in dinamična ovira, kjer se dogaja veliko število bistvenih procesov za celico.

Nekateri procesi, ki potekajo v membrani, so sidranje citoskeletov, transport molekul, signalizacija in povezava z drugimi celicami, da tvorijo tkiva. Poleg tega ima velika raznolikost organelov tudi membrano, v kateri se pojavljajo drugi pomembni procesi.

Ozadje teorije zlaganja membran

Elektrofiziološke študije

Dolgo preden je Robertson leta 1962 predlagal, da bi predlagal teorijo zlaganja membran, so bile najprej izvedene študije, da bi ugotovili, kako ta struktura izgleda. Ker elektronskega mikroskopa ni bilo, so prevladovale elektrofiziološke študije, med katerimi izstopajo:

1895

Overton je ugotovil, da lipidi prečkajo celično membrano lažje kot molekule druge narave, zato je sklepal, da mora biti membrana sestavljena iz lipidov.

1902

J. Bernstein je predstavil svojo hipotezo, ki je omenila, da celice sestavljajo raztopino s prostimi ioni, omejenimi s tanko plastjo, ki je neprepustna za te nabito molekule.

1923

Fricke je izmeril sposobnost eritrocitne membrane, da shranjuje naboje (kapacitivnost), pri čemer je določil, da je bila ta vrednost 0,81 µF / cm ² .

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

1925

Gorter in Grendel sta s pomočjo mikroskopa merila območje eritrocitov sesalcev. Nato so lipidi izločili iz znane številke te vrste celic in izmerili območje, ki so ga zasedli.

Kot rezultat so dobili razmerje 1: 2 celica: membrana. To je pomenilo, da je bila celična membrana dvojna struktura, kar je povzročilo izraz "lipidni dvoplast".

1935

Študije pred letom 1935 so pokazale prisotnost beljakovin v membrani, zaradi česar sta Danielli in Davson predlagala model Sandwich ali Protein-Lipid-Protein model.

Po tem modelu plazemsko membrano sestavljata dva sloja fosfolipidov, ki jih najdemo med dvema plastema beljakovin, ki sta z membrano povezana z elektrostatičnimi interakcijami.

Študije elektronske mikroskopije

Leta 1959 je J. David Robertson, zahvaljujoč pojavu elektronske mikroskopije, zbral dovolj dokazov za potrditev in dopolnitev modelov, ki sta jih predlagala Gorter in Grendel (1925) ter Danielli in Davson (1935), in predlagal model "Unitary Membrana".

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

Kaj je teorija zlaganja membran?

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

Vendar je to dejstvo spremljalo vizualizacijo več intracitoplazemskih membran, ki tvorijo medcelične prekate, zaradi česar je Robertson leta 1962 predlagal "Teorijo zlaganja membran".

Teorija zlaganja membran je, da je plazemska membrana povečala svojo površino in se okužila, da je povzročila intracitoplazmatske membrane, te membrane so obdale molekule, ki so bile v citosolu, in tako izvirale organele.

Po tej teoriji bi lahko na ta način nastali jedrska ovojnica, endoplazemski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi in vakuole.

Neprekinjenost med plazemsko membrano in prvimi omenjenimi tremi organeli je bila potrjena z raziskavami elektronske mikroskopije pri različnih tipih celic.

Vendar je Robertson tudi v svoji teoriji predlagal, da vezikularne organele, kot so lizosomi in vakuole, izvirajo tudi iz invaginacij, ki so se kasneje ločile od membrane.

Zaradi značilnosti teorije zlaganja membran velja za razširitev enotnega membranskega modela, ki ga je sam predlagal leta 1959.

Mikrografije, ki jih je posnel Robertson, kažejo, da so vse te membrane enake in bi morale imeti dokaj podobno sestavo.

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

Podobno se ohranja dejstvo, da imajo membrane glavne funkcije, da služijo kot stabilna ovira za vodne medije.

Pomen te teorije

Po zaslugi vseh testov, opravljenih med letoma 1895 in 1965, zlasti na mikroskopskih raziskavah JD Robertson, je bil poudarjen pomen celičnih membran.

Iz njegovega enotnega modela se je začelo poudarjati bistveno vlogo, ki jo ima membrana v strukturi in funkciji celic, in sicer v taki meri, da je preučevanje te strukture v sedanji biologiji obravnavano kot temeljno vprašanje.

Zdaj, kar zadeva prispevek teorije zlaganja membran, to trenutno ni sprejeto. Vendar je takrat privedlo do več strokovnjakov na tem področju, ki so poskušali razjasniti izvor ne samo celičnih membran, temveč tudi izvor same evkariontske celice, kot je to storil Lynn Margulis leta 1967, ko je postavil endosimbiotsko teorijo.

Reference

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C et al. Molekularna celična biologija. Letnik 39. 8. izd .; 2008
2. Heuser JE. V spomin na J. Davida Robertsona. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Vzeti iz heuserlab.wustl.edu.
3. Lee A. Membranska zgradba. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. Gupta GP. Biološka rastlinska celica. Založba Discovery; 2004. Vzeta iz knjig.google.
5. Heimburg T. Membranes-Uvod. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Preglejte trenutne modele strukture bioloških membran. J Cell Biol.