MEMBRANOS LANKSTYMO TEORIJA - BIOLOGIJA - 2025

Membrana lankstymo teorija siūlo, kad Organelės membranos kilęs iš plėtimosi ir Invagination membranos koncentraciją plazmoje. JD Robertsonas, elektronų mikroskopijos pradininkas, 1962 m. Pažymėjo, kad keli tarpląsteliniai kūnai turėjo struktūrą, vizualiai tapačią plazmos membranai.

Idėja struktūrą, kuri riboja ląsteles, kilo iškart po to, kai atsirado „ląstelės“ sąvoka, todėl buvo atlikti keli tyrimai, siekiant išsiaiškinti šios struktūros ypatybes.

Plazmos membrana

Plazmos membrana

Plazminė membrana yra struktūra, sudaryta iš dvigubo fosfolipidų sluoksnio, organizuoto taip, kad polinės grupės būtų nukreiptos į citozolį ir tarpląstelinę terpę, o apoliarinės grupės būtų išdėstytos membranos vidų.

Pagrindinė jo funkcija yra apibrėžti ląsteles, tiek eukariotines, tiek prokariotines, nes ji fiziškai atskiria citoplazmą nuo tarpląstelinės aplinkos.

Nepaisant savo struktūrinės funkcijos, gerai žinoma, kad membrana nėra statinė, o veikiau elastinga ir dinaminė kliūtis, kurioje vyksta daugybė ląstelei būtinų procesų.

Kai kurie membranoje vykstantys procesai yra citoskeleto įtvirtinimas, molekulių pernešimas, signalizavimas ir ryšys su kitomis ląstelėmis, kad susidarytų audiniai. Be to, daugybė įvairiausių organelių taip pat turi membraną, kurioje vyksta kiti labai svarbūs procesai.

Membranos lankstymo teorijos pagrindas

Elektrofiziologiniai tyrimai

Ilgai prieš tai, kai 1962 m. Robertsonas pasiūlė membranos sulankstymo teoriją, pirmiausia buvo atlikti tyrimai, siekiant nustatyti, kaip ši struktūra atrodė. Nesant elektroninio mikroskopo, vyravo elektrofiziologiniai tyrimai, iš kurių išsiskiria:

1895 metai

Overtonas pažymėjo, kad lipidai lengviau nei kitos rūšies molekulės kerta ląstelės membraną, todėl jis padarė išvadą, kad membraną didžiąja dalimi turi sudaryti lipidai.

1902 m

J. Bernsteinas pateikė savo hipotezę, kurioje paminėta, kad ląsteles sudarė tirpalas, kuriame laisvieji jonai yra apriboti plonu sluoksniu, nepralaidžiu šioms įkrautoms molekulėms.

1923 metai

Fricke išmatuoti eritrocitų membranos saugoti mokesčių (talpos) gebėjimą, nustatant, kad ši vertė buvo 0,81 μF / cm ² .

Vėliau buvo nustatyta, kad kitų tipų ląstelių membranos turi panašias talpos reikšmes, todėl membrana turėtų būti vientisos struktūros.

1925 metai

Gorteris ir Grendelis mikroskopu išmatavo žinduolių eritrocitų plotą. Tada jie ištraukė lipidus iš žinomo šios rūšies ląstelių ir išmatavo užimtą plotą.

Dėl to jie nustatė ląstelių ir membranų santykį 1: 2. Tai reiškė, kad ląstelės membrana buvo dviguba struktūra, todėl atsirado terminas „lipidų dvisluoksnis sluoksnis“.

1935 metai

Tyrimai, atlikti iki 1935 m., Pasiūlė baltymų buvimą membranoje. Tai paskatino Danielli ir Davson pasiūlyti Sandwich modelį arba Protein-Lipid-Protein modelį.

Pagal šį modelį plazmos membraną sudaro du fosfolipidų sluoksniai, randami tarp dviejų baltymų sluoksnių, kurie yra susieti su membrana per elektrostatinę sąveiką.

Elektronų mikroskopijos tyrimai

1959 m. Elektronų mikroskopijos dėka J. Davidas Robertsonas surinko pakankamai įrodymų, kad patvirtintų ir papildytų Gorterio ir Grendelio (1925 m.) Bei Danielli ir Davsono (1935 m.) Siūlomus modelius ir pasiūlytų „Unitarinės membranos“ modelį.

Šis modelis išlaiko modelio, kurį pasiūlė Danielli ir Davsonas, lipidų dvisluoksnį, su baltymo sluoksnio kitimu, kuris šiuo atveju yra asimetriškas ir ištisinis.

Kas yra membranų lankstymo teorija?

Atvykusi elektroninė mikroskopija leido susidaryti gana aiškią idėją, kaip formavosi plazmos membrana.

Tačiau šį faktą lydėjo kelių intracitoplazminių membranų, sudarančių tarpląstelinius skyrius, vizualizacija, todėl 1962 m. Robertsonas pasiūlė „Membranos lankstymo teoriją“.

Membranos sulankstymo teorija yra ta, kad plazminė membrana padidino jos paviršių ir buvo invaginavusi, kad atsirastų intracitoplazminės membranos. Šios membranos apjuosė molekules, esančias citozolyje, ir taip atsirado organelės.

Remiantis šia teorija, branduolinis apvalkalas, endoplazminis retikulumas, Golgi aparatas, lizosomos ir vakuolės galėjo atsirasti tokiu būdu.

Tęstinumas, esantis tarp plazmos membranos ir pirmųjų trijų aukščiau paminėtų organelių, buvo patvirtintas elektronų mikroskopijos tyrimais su skirtingais ląstelių tipais.

Tačiau Robertsonas savo teorijoje taip pat pasiūlė, kad vezikulinės organelės, tokios kaip lizosomos ir vakuolės, taip pat atsirado dėl invaginacijų, kurios vėliau atsiskyrė nuo membranos.

Dėl membranos lankstymo teorijos ypatybių jis laikomas vienetinio membranos modelio pratęsimu, kurį jis pats pasiūlė 1959 m.

Robertsono darytos mikrografijos rodo, kad visos šios membranos yra vienodos, todėl turėtų būti gana panašios sudėties.

Tačiau organelių specializacija smarkiai keičia membranų sudėtį, o tai sumažina jų bendrąsias savybes biocheminiu ir molekuliniu lygmenimis.

Panašiai išlaikomas faktas, kad pagrindinė membranų funkcija yra tarnauti kaip stabilų barjerą vandeninėms terpėms.

Šios teorijos svarba

Dėl visų bandymų, atliktų nuo 1895 iki 1965 m., Ypač JD Robertsono atliktų mikroskopijos tyrimų, buvo pabrėžta ląstelių membranų svarba.

Remiantis vieningu jo modeliu, buvo pradėtas pabrėžti esminis membranos vaidmuo ląstelių struktūroje ir funkcijose tokiu mastu, kad šios struktūros tyrimas yra laikomas pagrindiniu dabartinės biologijos klausimu.

Kalbant apie membranos lankstymo teorijos indėlį, šiuo metu tai nepriimtina. Tačiau tuo metu tai paskatino daugiau šios srities ekspertų bandyti išsiaiškinti ne tik ląstelių membranų kilmę, bet ir pačios eukariotinės ląstelės kilmę, kaip tai padarė Linas Margulis 1967 m., Keldamas endosimbiotikų teoriją.

Nuorodos

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C ir kt. Molekulinių ląstelių biologija. Vol 39, 8-asis leidimas; 2008 metai.
2. Heuseris JE. J. Davido Robertsono atminimui. Am Soc Cell Biol. 1995: 11–13. Paimta iš heuserlab.wustl.edu.
3. Lee A. Membranos struktūra. „Curr Biol“. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. „Gupta GP“. Augalų ląstelių biologija. Leidykla „Discovery“; 2004. Paimta iš books.google.
5. Heimburg T. Membranos - įvadas. „Therm Biophys“ membr. 2007; (2001): 1–13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. „Stoeckenius W“, „Stoeckenius W“, „Engelman DM“, „Engelman DM“. Peržiūrėkite dabartinius biologinių membranų struktūros modelius. J Cell Biol.