Teorie skládání membrán



teorie skládání membrán navrhuje, aby membrány organel pocházely z expanze a invaginace plazmatické membrány. J.D Robertson, průkopník v elektronové mikroskopii, zaznamenal v roce 1962, že několik intracelulárních těl měla strukturu vizuálně identickou s plazmatickou membránou.. 

Myšlenka struktury, která ohraničuje buňky, vznikla bezprostředně po vzniku pojmu "buňka", pro který bylo provedeno několik studií, které objasnily charakteristiky uvedené struktury..

Index

  • 1 Plazmatická membrána
  • 2 Předpoklady teorie skládání membrán
    • 2.1 Elektrofyziologické studie
  • Studie elektronové mikroskopie
  • 4 Jaká je teorie skládání membrán??
  • 5 Význam této teorie
  • 6 Odkazy

Plazmatická membrána

Plazmatická membrána je struktura tvořená dvojitou vrstvou fosfolipidů uspořádaných tak, že polární skupiny jsou orientovány směrem k cytosolu a extracelulárnímu médiu, zatímco nepolární skupiny jsou organizovány směrem dovnitř membrány..

Jeho hlavní funkcí je definovat buňky, jak eukaryotické, tak prokaryotické, protože fyzicky odděluje cytoplazmu od extracelulárního média..

Přes svou strukturní funkci je dobře známo, že membrána není statická, ale je elastická a dynamická bariéra, kde dochází k velkému počtu procesů nezbytných pro buňku..

Některé procesy probíhající v membráně jsou ukotvení cytoskeletu, transport molekul, signalizace a spojení s jinými buňkami za vzniku tkání. Kromě toho mají různé organely také membránu, ve které se vyskytují další procesy velkého významu.

Předpoklady teorie skládání membrán

Elektrofyziologické studie

Dlouho předtím, než Robertson přišel s teorií membránového skládání v roce 1962, byly nejprve provedeny studie, aby se určilo, jaká je struktura. V nepřítomnosti elektronového mikroskopu převažovaly elektrofyziologické studie, mezi nimiž jsou následující:

1895

Overton poznamenal, že lipidy procházejí buněčnou membránou snadněji než molekuly jiné povahy, a proto se domnívají, že membrána by měla být složena převážně z lipidů..

1902

J. Bernstein prezentoval svou hypotézu, která uvádí, že buňky se skládaly z roztoku s volnými ionty ohraničenými tenkou vrstvou nepropustnou pro uvedené nabité molekuly.

1923

Fricke měřil kapacitu membrány erytrocytů pro ukládání nábojů (kapacitance), což určovalo, že tato hodnota byla 0,81 μF / cm.2.

Později bylo zjištěno, že membrány jiných typů buněk mají podobné kapacitní hodnoty, proto by měla být membrána jednotnou strukturou..

1925

Gorter a Grendel změřili plochu savčích erytrocytů pomocí mikroskopu. Pak extrahovali lipidy ze známého čísla tohoto typu buněk a změřili plochu, kterou obsadili.

Výsledkem je poměr buněk k membráně 1: 2. To znamenalo, že buněčná membrána byla dvojitá struktura, takže se objevil termín "lipidová dvojvrstva"..

1935

Předchozí studie do roku 1935 naznačily přítomnost proteinů v membráně, což vedlo k tomu, že Danielli a Davson navrhli model Sandwich nebo protein-lipid-protein..

Podle tohoto modelu se plazmatická membrána skládá ze dvou vrstev fosfolipidů, které jsou mezi dvěma vrstvami proteinů, které jsou s membránou spojeny elektrostatickými interakcemi..

Studie elektronové mikroskopie

V roce 1959, díky vzhledu elektronické mikroskopie, J. David Robertson shromáždil dost důkazů pro potvrzení a doplnění modelů, které navrhl Gorter a Grendel (1925) a Danielli a Davson (1935), a vzbudil model "Unitary Membrane"..

Tento model si zachovává charakteristiku modelu, který navrhl Danielli a Davson z lipidové dvojvrstvy, s variací proteinové vrstvy, která je v tomto případě asymetrická a nespojitá .

O čem je teorie skládání membrán??

Příchod elektronové mikroskopie umožnil poměrně jasnou představu o tom, jak byla vytvořena plazmatická membrána.

Tato skutečnost však byla doprovázena vizualizací více intracytoplazmatických membrán, které tvořily intracelulární kompartmenty, což vedlo Robertsona v roce 1962 k navržení "teorie skládání membrán"..

Teorie skládání membrán spočívá v tom, že plazmatická membrána zvětšuje svůj povrch a invaginuje za vzniku intracytoplazmatických membrán, které obklopují molekuly, které byly v cytosolu, čímž vznikají organely.

Podle této teorie mohl vzniknout tímto způsobem jaderný obal, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, lysozomy a vakuoly..

Kontinuita, která existuje mezi plazmatickou membránou s prvními třemi organely uvedenými výše, byla potvrzena studiemi elektronové mikroskopie v různých typech buněk.

Robertson však ve své teorii také navrhl, že vesikulární organely, jako jsou lysosomy a vakuoly, také vznikly invaginacemi, které se následně oddělily od membrány..

Kvůli charakteristikám skládací teorie membrány, toto je považováno za rozšíření jednotného membránového modelu, který on sám navrhoval v roce 1959 \ t.

Mikrofotografie pořízené Robertsonem ukazují, že všechny tyto membrány jsou stejné, a proto by měly mít poměrně podobné složení.

Specializace organel však značně mění složení membrán, což snižuje jejich společné vlastnosti na biochemické a molekulární úrovni..

Stejně tak je zachována skutečnost, že membrány mají svou hlavní funkci jako stabilní bariéra pro vodné médium.

Význam této teorie

Díky všem testům provedeným v letech 1895 až 1965, zejména mikroskopickým studiím provedeným J.D. Robertson, zdůraznil význam buněčných membrán.

Z jeho jednotného modelu se začala zdůrazňovat základní úloha, kterou hraje membrána ve struktuře a funkci buněk, do té míry, že studium této struktury je považováno za základní problém současné biologie..

Nyní, s ohledem na příspěvek teorie skládání membrán, to v současné době nemá přijetí. V té době to však vedlo k tomu, že se v této oblasti snažili objasnit původ nejen buněčných membrán, ale také původ eukaryotické buňky samotné, stejně jako Lynn Margulis v roce 1967 při vychovávání endosymbiotické teorie.

Odkazy

  1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. Molekulární buněčná biologie. Sv. 39. 8. vydání; 2008.
  2. Heuser JE. Na památku J. Davida Robertsona. Am Soc Cell Biol., 1995: 11-13. Převzato z heuserlab.wustl.edu.
  3. Lee A. Membránová struktura. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
  4. Gupta GP. Biologie rostlinných buněk. Nakladatelství Discovery; 2004. Převzato ze stránek books.google.
  5. Heimburg T. Membrány - úvod. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
  6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Přehled současných modelů struktury biologických membrán. J Cell Biol.