Membrānas locīšanas teorija



The membrānas locīšanas teorija ierosina, ka organellu membrānas veidojas no plazmas membrānas paplašināšanās un invaginācijas. J. Robertsons, elektronu mikroskopijas pionieris, 1962. gadā pamanīja, ka vairākām intracelulārām struktūrām bija vizuāli identiska struktūra ar plazmas membrānu.. 

Ideja par struktūru, kas norobežo šūnas, radās uzreiz pēc tam, kad radās jēdziens "šūna", par kuru tika veikti vairāki pētījumi, lai noskaidrotu minētās struktūras īpašības..

Indekss

  • 1 Plazmas membrāna
  • 2 Membrānas locīšanas teorijas priekštecis
    • 2.1. Elektrofizioloģiskie pētījumi
  • 3 Elektronu mikroskopijas pētījumi
  • 4 Kāda ir membrānas locīšanas teorija??
  • 5 Šīs teorijas nozīme
  • 6 Atsauces

Plazmas membrāna

Plazmas membrāna ir struktūra, ko veido divkāršs fosfolipīdu slānis, kas sakārtots tā, ka polārās grupas ir orientētas uz citozolu un ekstracelulāro vidi, kamēr apolārās grupas ir veidotas pret membrānas iekšpusi..

Tās galvenā funkcija ir noteikt gan eukariotu, gan prokariotu šūnas, jo tā fiziski atdala citoplazmu no ekstracelulārā vidēja..

Neskatoties uz tās strukturālo funkciju, ir labi zināms, ka membrāna nav statiska, bet ir elastīga un dinamiska barjera, kurā notiek liels skaits šūnai būtisku procesu..

Daži procesi, kas notiek membrānā, ir citoskeleta nostiprināšana, molekulu transportēšana, signalizācija un savienojums ar citām šūnām, lai veidotu audus. Turklāt dažādiem organelliem ir arī membrāna, kurā notiek citi ļoti nozīmīgi procesi.

Membrānas locīšanas teorijas priekštecis

Elektrofizioloģiskie pētījumi

Ilgi pirms Robertsona 1962. gadā nāca klajā ar membrānas locīšanas teoriju, vispirms tika veikti pētījumi, lai noteiktu, kāda struktūra bija tāda. Elektronu mikroskopa neesamības gadījumā dominēja elektrofizioloģiskie pētījumi, no kuriem izriet:

1895

Overtons atzīmēja, ka lipīdi vieglāk šķērso šūnu membrānu nekā citas dabas molekulas, tāpēc secināja, ka membrāna galvenokārt sastāv no lipīdiem..

1902

J. Bernstein iepazīstināja ar savu hipotēzi, kurā minēts, ka šūnas sastāv no šķīduma ar brīviem joniem, ko norobežo plāns slānis, kas nav izturīgs pret minētajām uzlādētajām molekulām..

1923

Fricke mēra eritrocītu membrānas spēju uzglabāt lādiņus (kapacitāti), nosakot, ka šī vērtība bija 0,81 μF / cm.2.

Vēlāk tika konstatēts, ka citu veidu šūnu membrānas uzrāda līdzīgas kapacitātes vērtības, tāpēc membrānai jābūt vienotai struktūrai..

1925

Gorter un Grendel ar mikroskopu izmēra zīdītāju eritrocītu laukumu. Tad tie no ekstrakta lipīdu ieguva no zināmā šī šūnu tipa skaita un izmēra laukumu, kurā viņi aizņēma.

Rezultātā iegūti 1: 2 šūnu: membrānas attiecība. Tas nozīmēja, ka šūnu membrāna bija divkārša struktūra, tādējādi radot terminu "lipīdu divslāņa"..

1935

Iepriekšējie pētījumi līdz 1935. gadam liecināja par olbaltumvielu klātbūtni membrānā, kas noveda pie Danielli un Davson ierosināt Sandwich modeli vai Protein-Lipid-Protein modeli.

Saskaņā ar šo modeli plazmas membrāna sastāv no diviem fosfolipīdu slāņiem, kas atrodas starp diviem olbaltumvielu slāņiem, kas ir saistīti ar membrānu ar elektrostatisko mijiedarbību..

Elektronu mikroskopijas pētījumi

1959. gadā, pateicoties elektroniskās mikroskopijas izpausmei, Dž. David Robertsons savāca pietiekami daudz pierādījumu, lai apstiprinātu un papildinātu Gortera un Grendela (1925) un Danielli un Davson (1935) piedāvātos modeļus, kā arī paaugstinātu „Unitary Membrane” modeli..

Šis modelis saglabā Danielli un Davsona lipīdu divslāņu modeļa raksturlielumus, ar proteīna slāņa variāciju, kas šajā gadījumā ir asimetriska un nepārtraukta .

Kāda ir membrānas locīšanas teorija??

Elektroniskās mikroskopijas ierašanās deva diezgan skaidru priekšstatu par to, kā veidojas plazmas membrāna.

Tomēr šo faktu papildināja vairāku intracitoplazmas membrānu vizualizācija, kas veidoja intracelulāros nodalījumus un kas Robertson 1962. gadā ierosināja "membrānas locīšanas teoriju"..

Membrānas locīšanas teorija ir tāda, ka plazmas membrāna palielināja tās virsmu un invaginēja, lai radītu intracitoplazmas membrānas, šīs membrānas ieskauj molekulas, kas bija citozolā, tādējādi veidojot organellus..

Saskaņā ar šo teoriju šādā veidā varēja rasties kodolmateriāla aploksne, endoplazmatiskais retikuls, Golgi aparāts, lizosomas un vakuoli.

Nepārtrauktība, kas pastāv starp plazmas membrānu ar pirmajiem trim minētajiem organelliem, ir apstiprināta ar elektronu mikroskopijas pētījumiem dažādos šūnu veidos..

Tomēr Robertsons savā teorijā ierosināja, ka arī vezikulāri organelīdi, piemēram, lizosomi un vakuoli, radās no invaginācijas, kas pēc tam tika atdalīta no membrānas..

Ņemot vērā membrānas locīšanas teorijas īpašības, to uzskata par vienotā membrānas modeļa paplašinājumu, ko viņš pats ierosināja 1959. gadā..

Robertsona veiktie mikrogrāfi liecina, ka visas šīs membrānas ir vienādas un līdz ar to tām jābūt samērā līdzīgām.

Tomēr organellu specializācija būtiski maina membrānu sastāvu, kas samazina tās kopīgās īpašības bioķīmiskā un molekulārā līmenī.

Tāpat tiek saglabāts fakts, ka membrānas galvenā funkcija kalpo par stabilu barjeru ūdens vidē.

Šīs teorijas nozīme

Pateicoties visiem testiem, kas veikti laika posmā no 1895. līdz 1965. gadam, īpaši attiecībā uz J.D. Robertsons uzsvēra šūnu membrānu nozīmi.

No vienotā modeļa tika uzsvērta membrānas būtiskā loma šūnu struktūrā un funkcijā tādā mērā, ka šīs struktūras izpēte tiek uzskatīta par fundamentālu jautājumu pašreizējā bioloģijā..

Tagad, ņemot vērā membrānas locīšanas teorijas ieguldījumu, tas pašlaik nav pieņemams. Tomēr laikā, kad tas noveda pie vairākiem ekspertiem reģionā, cenšoties noskaidrot ne tikai šūnu membrānu izcelsmi, bet arī pašas eukariotiskās šūnas izcelsmi, kā to darīja arī Lynn Margulis 1967. gadā, paaugstinot endosimbiotikas teoriju..

Atsauces

  1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. Molekulāro šūnu bioloģija. Vol 39. 8th ed .; 2008. gads.
  2. Heuser JE. J. David Robertsona atmiņā. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Ņemts no heuserlab.wustl.edu.
  3. Lee A. Membrānas struktūra. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
  4. Gupta GP. Augu šūnu bioloģija. Discovery izdevniecība; 2004. Noņemts no books.google.
  5. Heimburg T. Membranes-An ievads. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
  6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Pārskatiet pašreizējos bioloģisko membrānu struktūras modeļus. J Cell Biol.