Membraani voltimise teooria

The membraani voltimise teooria teeb ettepaneku, et organellide membraanid pärinevad plasmamembraani laienemisest ja invaginatsioonist. J.D Robertson, elektronmikroskoopia pioneer, märkas 1962. aastal, et mitmetel rakusisestel kehadel oli visuaalselt identne plasmamembraani struktuur. 

Rakkude idee, mis piirab rakke, tekkis kohe pärast "raku" kontseptsiooni tekkimist, mille kohta tehti mitmeid uuringuid, et selgitada nimetatud struktuuri omadusi..

Indeks

• 1 Plasma membraan
• 2 Membraani voltimise teooria eelkäijad
  • 2.1 Elektrofüsioloogilised uuringud
• 3 Elektronmikroskoopia uuringud
• 4 Mis on membraani kokkuklapitav teooria??
• 5 Selle teooria tähtsus
• 6 Viited

Plasma membraan

Plasma membraan on struktuur, mis on moodustatud fosfolipiidide kahekihilise kihiga, mis on korraldatud selliselt, et polaarsed rühmad on orienteeritud tsütosooli ja rakuvälise söötme suunas, samas kui apolaarsed rühmad on paigutatud membraani sisemuse poole..

Selle peamine ülesanne on määratleda nii eukarüootsed kui ka prokarüootsed rakud, kuna see eraldab tsütoplasma füüsiliselt ekstratsellulaarsest söötmest..

Hoolimata selle struktuurilisest funktsioonist on hästi teada, et membraan ei ole staatiline, vaid on elastne ja dünaamiline barjäär, kus toimub paljude raku jaoks oluliste protsesside tekkimine..

Mõningad membraanis toimuvad protsessid on tsütoskeleti ankurdamine, molekulide transportimine, signaalimine ja seos teiste rakkudega kudede moodustamiseks. Lisaks on mitmesugustel organellidel ka membraan, milles esinevad teised väga olulised protsessid.

Membraani voltimise teooria eelkäijad

Elektrofüsioloogilised uuringud

Pikka aega enne Robertsoni 1962. aastal membraani kokkuklapitamise teooriat, viidi läbi uuringud, et teha kindlaks, milline struktuur oli. Elektronmikroskoobi puudumisel domineerisid elektrofüsioloogilised uuringud, mille hulgas olid järgmised:

1895

Overton märkis, et lipiidid läbivad rakumembraani kergemini kui muud laadi molekulid, mistõttu järeldatakse, et membraan peaks koosnema peamiselt lipiididest.

1902

J. Bernstein esitas oma hüpoteesi, milles mainiti, et rakud koosnesid lahustest, milles olid vabad ioonid, mis olid piiritletud laetud molekulidega läbilaskmata õhukese kihiga..

1923

Fricke mõõdis erütrotsüütide membraani mahtu laengute hoidmiseks (mahtuvus), määrates, et see väärtus oli 0,81 μF / cm.².

Hiljem tehti kindlaks, et teiste rakutüüpide membraanid esitasid sarnaseid mahtuvusväärtusi, mistõttu peaks membraan olema ühtne struktuur.

1925

Gorter ja Grendel mõõtsid mikroskoobi abil imetajate erütrotsüütide pindala. Seejärel ekstraheeriti lipiidid teadaolevast arvust sellest rakutüübist ja mõõdeti nende hõivatud pindala.

Selle tulemusena saadi 1: 2 raku: membraani suhe. See tähendas, et rakumembraan oli topeltstruktuur, tekitades seega termini "lipiidne kahekihiline"..

1935

Varasemad uuringud 1935. aastani viitasid valkude esinemisele membraanis, mis tõi Danielli ja Davsoni üles pakkuma Sandwichi mudelit või Protein-Lipid-Protein mudelit.

Selle mudeli kohaselt koosneb plasmamembraan kahest fosfolipiidikihist, mis on kahe valgu kihi vahel, mis on seotud membraaniga elektrostaatiliste interaktsioonide kaudu..

Elektronmikroskoopia uuringud

Aastal 1959 kogus J. David Robertson tänu elektroonilise mikroskoopia ilmumisele piisavalt tõendeid, et kinnitada ja täiendada Gorteri ja Grendeli (1925) ning Danielli ja Davsoni (1935) esitatud mudeleid ning tõsta "Unitary Membrane" mudelit..

See mudel säilitab Danielli ja Davsoni poolt lipiidi kahekihilisele mudelile pakutava mudeli omaduse koos valgu kihi varieerumisega, mis antud juhul on asümmeetriline ja katkendlik .

Mis on membraani kokkuklapitav teooria??

Elektroonilise mikroskoopia saabumisel oli küllalt selge ettekujutus sellest, kuidas plasmamembraan moodustati.

Sellega kaasnes aga mitmete intratsütoplasmaatiliste membraanide visualiseerimine, mis moodustasid intratsellulaarseid sektsioone, mis viis Robertsoni 1962. aastal välja "Membraani voltimise teooria"..

Membraani voltimise teooria on see, et plasmamembraan suurendas selle pinda ja invagineeriti, et tekitada intratsütoplasmaatilised membraanid, need membraanid ümbritsesid tsütosoolis olevaid molekule, mis pärinesid seega organellidest..

Selle teooria kohaselt võisid sel viisil olla pärit tuuma ümbris, endoplasmaatiline retikulul, Golgi aparaat, lüsosoomid ja vakuolid.

Plasmamembraani ja eespool nimetatud kolme esimese organelli vahel esinev järjepidevus on kinnitatud elektronmikroskoopiliste uuringutega erinevates rakutüüpides..

Kuid Robertson tegi ka oma teoorias ettepaneku, et vesikulaarsed organellid, nagu lüsosoomid ja vakuolid, pärinevad ka invaginatsioonidest, mis hiljem membraanist eraldati..

Membraani kokkuklapitav teooria omaduste tõttu peetakse seda ühtse membraanimudeli laienduseks, mida ta ise 1959. aastal tegi..

Robertsoni võetud mikrograafid näitavad, et kõik need membraanid on võrdsed ja seetõttu peaks neil olema üsna sarnane koostis.

Organellide spetsialiseerumine muudab aga oluliselt membraanide koostist, mis vähendab biokeemilisel ja molekulaarsel tasandil ühiseid omadusi.

Samuti säilitatakse asjaolu, et membraanide põhifunktsioon on stabiilse barjäärina vesikeskkonnas.

Selle teooria tähtsus

Tänu kõikidele aastatel 1895–1965 läbi viidud testidele, eriti J.D. Robertson rõhutas rakumembraanide tähtsust.

Ühtse mudeli põhjal hakati rõhutama membraani olulist rolli rakkude struktuuris ja funktsioonis sellises ulatuses, et selle struktuuri uurimist peetakse praeguse bioloogia põhiküsimuseks..

Nüüd, mis puudutab membraani voltimise teooria panust, ei ole see praegu aktsepteeritav. Kuid ajal, mil see tõi kaasa rohkem eksperte selles piirkonnas, mis üritas selgitada mitte ainult rakumembraanide päritolu, vaid ka ise eukarüootsete rakkude päritolu, nagu seda tegi Lynn Margulis 1967. aastal endosümbiotilise teooria tõstmisel.

Viited

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. Molekulaarrakkude bioloogia. Vol 39. 8th ed .; 2008.
2. Heuser JE. J. David Robertsoni mälus. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Võetud heuserlab.wustl.edust.
3. Lee A. Membraanistruktuur. Curr Biol., 2001, 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. Gupta GP. Taimrakkude bioloogia. Discovery kirjastus; 2004. Välja võetud books.google.
5. Heimburg T. Membranes-An tutvustus. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Vaadake läbi praegused bioloogiliste membraanide struktuuri mudelid. J Cell Biol.