Θεωρία της μεμβράνης δίπλωσης

Το θεωρία πτυχώσεως μεμβράνης προτείνει ότι οι μεμβράνες των οργανιδίων προέρχονται από τη διόγκωση και την διάσπαση της μεμβράνης του πλάσματος. Ο J.D Robertson, πρωτοπόρος στην ηλεκτρονική μικροσκοπία, παρατήρησε το 1962 ότι διάφορα ενδοκυτταρικά σώματα είχαν δομή οπτικά πανομοιότυπη με τη μεμβράνη πλάσματος. 

Η ιδέα μιας δομής που οριοθετεί τα κύτταρα δημιουργήθηκε αμέσως μετά την εμφάνιση της έννοιας του "κυττάρου", για την οποία διεξήχθησαν αρκετές μελέτες για να διασαφηνιστούν τα χαρακτηριστικά της εν λόγω δομής.

Ευρετήριο

• 1 Η μεμβράνη πλάσματος
• 2 Προηγούμενα στοιχεία της θεωρίας της μεμβράνης δίπλωσης
  • 2.1 Ηλεκτροφυσιολογικές μελέτες
• 3 Μελέτες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας
• 4 Ποια είναι η θεωρία πτυχώσεως της μεμβράνης;?
• 5 Σημασία αυτής της θεωρίας
• 6 Αναφορές

Η μεμβράνη πλάσματος

Η μεμβράνη του πλάσματος είναι μία δομή που σχηματίζεται από ένα διπλό στρώμα φωσφολιπιδίων οργανωμένες έτσι ώστε πολικές ομάδες είναι προσανατολισμένες προς το κυτοσόλιο και στο εξωκυττάριο μέσο, ​​ενώ οι μη πολικές ομάδες οργανώνονται σε μεμβράνη.

Η κύρια λειτουργία του είναι ο καθορισμός των κυττάρων, τόσο ευκαρυωτικών όσο και προκαρυωτικών, καθώς φυσικά διαχωρίζει το κυτταρόπλασμα από το εξωκυτταρικό μέσο.

Παρά τη δομική της λειτουργία, είναι γνωστό ότι η μεμβράνη δεν είναι στατική, αλλά είναι ένα ελαστικό και δυναμικό φράγμα όπου υπάρχει μεγάλος αριθμός διαδικασιών που είναι απαραίτητες για το κύτταρο.

Ορισμένες διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα στη μεμβράνη είναι η αγκύρωση του κυτταροσκελετού, η μεταφορά μορίων, η σηματοδότηση και η σύνδεση με άλλα κύτταρα για τον σχηματισμό ιστών. Επιπλέον, μια ποικιλία οργανιδίων έχει επίσης μια μεμβράνη στην οποία συμβαίνουν άλλες διαδικασίες μεγάλης σημασίας.

Προηγούμενα στοιχεία της θεωρίας της μεμβράνης δίπλωσης

Ηλεκτροφυσιολογικές μελέτες

Πολύ πριν ο Robertson καταλήξει στη θεωρία της μεμβράνης που διπλώνει το 1962, αρχικά έγιναν μελέτες για να προσδιοριστεί η δομή. Απουσία του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, υπερισχύουν οι ηλεκτροφυσιολογικές μελέτες, μεταξύ των οποίων ξεχωρίζουν τα εξής:

1895

Ο Overton σημείωσε ότι τα λιπίδια διαπερνούν την κυτταρική μεμβράνη πιο εύκολα από μόρια άλλης φύσης, συνεπώς, συνάγεται ότι η μεμβράνη θα πρέπει να αποτελείται, κυρίως, από λιπίδια.

1902

Ο J. Bernstein παρουσίασε την υπόθεσή του, η οποία ανέφερε ότι τα κύτταρα αποτελούνταν από ένα διάλυμα με ελεύθερα ιόντα οριοθετημένα από ένα λεπτό στρώμα αδιαπέραστο στα εν λόγω φορτισμένα μόρια.

1923

Ο Fricke μέτρησε την ικανότητα της μεμβράνης ερυθροκυττάρων να αποθηκεύσει τα φορτία (χωρητικότητα), προσδιορίζοντας ότι αυτή η τιμή ήταν 0,81 μF / cm².

Αργότερα προσδιορίστηκε ότι οι μεμβράνες άλλων τύπων κυττάρων παρουσίαζαν παρόμοιες τιμές χωρητικότητας, επομένως η μεμβράνη θα πρέπει να είναι μια ενιαία δομή.

1925

Ο Gorter και ο Grendel μέτρησαν την περιοχή των ερυθροκυττάρων θηλαστικών με τη βοήθεια μικροσκοπίου. Στη συνέχεια εξήγαγαν τα λιπίδια από έναν γνωστό αριθμό αυτού του κυτταρικού τύπου και μέτρησαν την περιοχή που κατείχαν.

Έλαβαν ως αποτέλεσμα ένα λόγο κυψελών: μεμβράνης 1: 2. Αυτό σήμαινε ότι η κυτταρική μεμβράνη ήταν μια διπλή δομή, αναδύοντας έτσι τον όρο "λιπιδική διπλοστοιβάδα".

1935

Προηγούμενες μελέτες μέχρι το 1935 υποδηλώνουν την παρουσία πρωτεϊνών στη μεμβράνη, γεγονός που οδήγησε τους Danielli και Davson να προτείνουν το μοντέλο Sandwich ή το μοντέλο πρωτεϊνών-λιπιδίων-πρωτεϊνών.

Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, η μεμβράνη πλάσματος αποτελείται από δύο στρώματα φωσφολιπιδίων που είναι μεταξύ δύο στρωμάτων πρωτεϊνών, τα οποία συνδέονται με τη μεμβράνη μέσω ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων..

Μελέτες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας

Το 1959 με την έλευση της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, J. David Robertson συλλέξει αρκετά στοιχεία για να επιβεβαιώσει και να συμπληρώνουν τα μοντέλα που προτείνει Gorter και Γκρέντελ (1925) και Danielli και Davson (1935), και να προτείνει το μοντέλο της «μεμβράνης Ενιαία».

Αυτό το μοντέλο διατηρεί την χαρακτηριστική προτείνει μοντέλο διπλοστοιβάδα λιπιδίων Danieli και Davson, με ποικίλες στρώμα πρωτεΐνη η οποία, στην περίπτωση αυτή, είναι ασύμμετρη και ασυνεχής .

Ποια είναι η θεωρία πτυχώσεως της μεμβράνης;?

Η άφιξη της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας επέτρεψε να έχει μια αρκετά σαφή ιδέα για το πώς σχηματίστηκε η μεμβράνη πλάσματος.

Ωστόσο, το γεγονός αυτό συνοδεύεται από την εμφάνιση των πολλαπλών ενδοκυτταροπλασματική μεμβρανών που σχηματίζουν ενδοκυτταρικά κρασί διαμερίσματα, οδηγώντας σε Robertson το 1962 πρότεινε την «αναδίπλωση της μεμβράνης Θεωρία».

Πτυσσόμενα μεμβράνη θεωρία είναι η μεμβράνη πλάσματος και αυξημένη επιφανειακή invaginó της να δώσει ενδοκυτταροπλασματική μεμβράνες, οι μεμβράνες αυτές περιβάλλονταν μόρια στο κυτοσόλιο και τα οργανίδια προκαλώντας.

Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, ο πυρηνικός φάκελος, το ενδοπλασματικό δίκτυο, η συσκευή Golgi, τα λυσοσώματα και τα κενοτόπια θα μπορούσαν να προέρχονται κατ 'αυτόν τον τρόπο.

Η συνέχεια που υπάρχει μεταξύ της μεμβράνης πλάσματος με τα πρώτα τρία οργανίδια που αναφέρθηκαν παραπάνω επιβεβαιώθηκε με μελέτες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων.

Ωστόσο, ο Robertson πρότεινε επίσης στη θεωρία του ότι φυσαλιδώδη οργανίδια όπως τα λυσοσώματα και τα κενοτόπια προέρχονταν επίσης από εισαγωγές που στη συνέχεια διαχωρίστηκαν από τη μεμβράνη.

Λόγω των χαρακτηριστικών της θεωρίας πτυχώσεως της μεμβράνης, αυτή θεωρείται ως επέκταση του προτύπου μοναδιαίας μεμβράνης που πρότεινε ο ίδιος το 1959.

Οι μικρογραφίες που έλαβε ο Robertson δείχνουν ότι όλες αυτές οι μεμβράνες είναι ίσες και συνεπώς πρέπει να έχουν μια παρόμοια σύνθεση.

Ωστόσο, η εξειδίκευση των οργανιδίων τροποποιεί σημαντικά τη σύνθεση των μεμβρανών, γεγονός που μειώνει τις κοινές ιδιότητες σε βιοχημικό και μοριακό επίπεδο.

Παρομοίως, διατηρείται το γεγονός ότι οι μεμβράνες έχουν ως κύρια λειτουργία τους την εξυπηρέτηση ως σταθερού φραγμού για υδατικά μέσα.

Σημασία αυτής της θεωρίας

Χάρη σε όλες τις δοκιμές που έγιναν μεταξύ 1895 και 1965, ιδιαίτερα στις μελέτες μικροσκοπίας που πραγματοποίησε ο J.D. Robertson, δόθηκε έμφαση στη σημασία των κυτταρικών μεμβρανών.

Από το ενιαίο μοντέλο άρχισε να τονίζεται ο ουσιαστικός ρόλος που διαδραματίζει η μεμβράνη στη δομή και τη λειτουργία των κυττάρων σε τέτοιο βαθμό ώστε η μελέτη αυτής της δομής θεωρείται θεμελιώδες ζήτημα στην τρέχουσα βιολογία.

Τώρα, όσον αφορά τη συμβολή της θεωρίας πτυχώσεως των μεμβρανών, αυτό δεν έχει επί του παρόντος αποδοχή. Ωστόσο, κατά το χρόνο που οδήγησε σε περισσότερους εμπειρογνώμονες στον τομέα προσπαθήστε να προσδιορίσετε την αιτία όχι μόνο των κυτταρικών μεμβρανών, αλλά και την προέλευση της ίδιας της ευκαρυωτικό κύτταρο, όπως έκανε το 1967 Margulis να αυξήσει τη θεωρία endosymbiotic.

Αναφορές

1. Lodish Η, Berk Α, Kaiser C, et αϊ. Molecular Cell Biology. Τόμος 39. 8η έκδ. 2008.
2. Heuser JE. Σε μνήμη του J. David Robertson. Am Soc Cell ΒίοΙ 1995: 11-13. Λαμβάνεται από heuserlab.wustl.edu.
3. Lee A. Δομή μεμβράνης. Curr ΒίοΙ 2001 · 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. Gupta GP. Plant Cell Biology. Εκδόσεις Discovery; 2004. Λήψη από το books.google.
5. Heimburg Τ. Membranes-Εισαγωγή. Therm Biophys Membr. 2007, (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Ελέγξτε τα τρέχοντα μοντέλα για τη δομή των βιολογικών μεμβρανών. J Cell Biol.