Теорія складання мембран



The теорія складання мембран припускає, що мембрани органел походять від розширення і інвагінації плазматичної мембрани. Дж. Д. Робертсон, піонер в електронній мікроскопії, помітив у 1962 році, що кілька внутрішньоклітинних тіл мають структуру, візуально ідентичну плазматичній мембрані.. 

Ідея структури, яка розмежовує клітини, виникла відразу після появи поняття "клітина", для якого було проведено кілька досліджень для з'ясування характеристик зазначеної структури..

Індекс

  • 1 Плазмова мембрана
  • 2 Попередня теорія мембранного складання
    • 2.1 Електрофізіологічні дослідження
  • 3 Дослідження електронної мікроскопії
  • 4 Що таке теорія складання мембрани??
  • 5 Важливість цієї теорії
  • 6 Посилання

Плазмова мембрана

Плазмова мембрана являє собою структуру, утворену подвійним шаром фосфоліпідів, організованим таким чином, що полярні групи орієнтовані у напрямку до цитозолю і позаклітинної середовищі, в той час як аполярні групи організовані у напрямку до внутрішньої мембрани.

Його основна функція полягає у визначенні клітин, як еукаріотичних, так і прокаріотних, оскільки вона фізично відокремлює цитоплазму від позаклітинного середовища.

Незважаючи на свою структурну функцію, добре відомо, що мембрана не є статичною, але є пружним і динамічним бар'єром, де відбувається велика кількість процесів, необхідних для клітини..

Деякі процеси, що відбуваються в мембрані, є закріпленням цитоскелету, транспортом молекул, передачею сигналів і зв'язку з іншими клітинами для формування тканин. Крім того, різні органели також мають мембрану, в якій відбуваються інші важливі процеси.

Попередні теорії мембранного складання

Електрофізіологічні дослідження

Задовго до того, як у 1962 році Робертсон запропонував теорію згортання мембран, вперше були проведені дослідження, щоб визначити, якою була структура. За відсутності електронного мікроскопа переважали електрофізіологічні дослідження, серед яких виділяються такі:

1895

Овертон зауважив, що ліпіди легше перетинають клітинну мембрану, ніж молекули іншої природи, тому висновок, що мембрана повинна бути складена, головним чином, ліпідами.

1902

Дж. Бернштейн представив свою гіпотезу, в якій зазначалося, що клітини складаються з розчину з вільними іонами, обмежених тонким шаром, непроникним для зазначених заряджених молекул..

1923

Fricke виміряв здатність мембрани еритроцитів зберігати заряди (ємності), визначаючи, що це значення було 0,81 мкФ / см2.

Пізніше було визначено, що мембрани інших типів клітин мають аналогічні значення ємності, тому мембрана повинна бути унітарною структурою.

1925

Gorter і Grendel вимірювали площу еритроцитів ссавців за допомогою мікроскопа. Потім вони екстрагували ліпіди з відомого числа цього типу клітин і вимірювали площу, яку вони займали.

Вони отримали в результаті співвідношення клітин: мембрани 1: 2. Це означало, що клітинна мембрана була подвійною структурою, таким чином виникаючим термін "ліпідний бислой".

1935

Попередні дослідження до 1935 р. Показали присутність білків в мембрані, що призвело до того, що Даніелі і Девсон запропонували модель Sandwich або модель білково-ліпідний протеїн..

Відповідно до цієї моделі, плазматична мембрана складається з двох шарів фосфоліпідів, які знаходяться між двома шарами білків, які пов'язані з мембраною через електростатичні взаємодії..

Дослідження електронної мікроскопії

У 1959 році, завдяки появі електронної мікроскопії, Дж. Девід Робертсон зібрав достатньо доказів для підтвердження і доповнення моделей, запропонованих Гортером і Гренделем (1925) і Данілі і Девсоном (1935), і підняти модель "Унітарної мембрани"..

Ця модель зберігає характеристику моделі, запропонованої Даніелі і Давсоном ліпідного бішару, з варіюванням білкового шару, який в даному випадку є асиметричним і переривчастим. .

Що таке теорія складання мембрани??

Прибуття електронної мікроскопії дозволило мати досить чітке уявлення про те, як формувалася плазматична мембрана.

Однак цей факт супроводжувався візуалізацією численних інтрацитоплазматичних мембран, які утворювали внутрішньоклітинні компартменти, що спонукало Робертсона в 1962 році запропонувати "Теорію згинання мембран".

Теорія згинання мембран полягає в тому, що плазматична мембрана збільшила свою поверхню і інвагінірована, щоб викликати інтрацитоплазматичні мембрани, ці мембрани оточили молекули, які знаходилися в цитозолі, таким чином, породжуючи органели.

Згідно з цією теорією, ядерна оболонка, ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджі, лізосоми і вакуолі могли виникнути таким чином.

Безперервність, що існує між плазмовою мембраною з першими трьома згаданими органелами, підтверджена дослідженнями електронної мікроскопії в різних типах клітин..

Однак Робертсон також запропонував у своїй теорії, що везикулярні органели, такі як лізосоми і вакуолі, також походять від інвагінацій, які згодом відокремлюються від мембрани..

Завдяки характеристикам теорії згинання мембрани, це розглядається як продовження унітарної мембранної моделі, яку він сам запропонував у 1959 році.

Мікрофотографії, зроблені Робертсоном, показують, що всі ці мембрани рівні і тому повинні мати досить схожий склад.

Проте спеціалізація органел значно змінює склад мембран, що знижує властивості, які вони мають спільного на біохімічному та молекулярному рівні..

Також зберігається той факт, що мембрани в якості своєї основної функції служать стабільним бар'єром для водних середовищ.

Важливість цієї теорії

Завдяки всім випробуванням, проведеним між 1895 і 1965 рр., Особливо на мікроскопічні дослідження, проведені J.D. Робертсон підкреслив важливість клітинних мембран.

З її унітарної моделі почала підкреслюватися суттєва роль мембрани в структурі та функції клітин, до такої міри, що вивчення цієї структури вважається фундаментальним питанням в сучасній біології.

Тепер, що стосується вкладу теорії складання мембран, це не є прийнятним. Однак, в той час це призвело до того, що більше фахівців у цій області намагалися з'ясувати походження не тільки клітинних мембран, але й походження самої еукаріотичної клітини, як це зробила Лінн Маргуліс в 1967 році, коли піднімалася теорія ендосимбіотиків..

Список літератури

  1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. Молекулярна клітинна біологія. Vol 39. 8-е изд .; 2008.
  2. Heuser JE. У пам'яті Дж. Девіда Робертсона. Am Soc Cell Biol, 1995: 11-13. Взяті з heuserlab.wustl.edu.
  3. Лі А. Структура мембрани. Curr Biol., 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
  4. Gupta GP. Біологія рослинних клітин. Видавництво Діскавері; 2004. Взяті з books.google.
  5. Хеймбург Т. Мембрани-Вступ. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
  6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Огляд сучасних моделей структури біологічних мембран. J Cell Biol.