A MEMBRÁN HAJTOGATÁSÁNAK ELMÉLETE - BIOLÓGIA - 2025

A membránhajtogatás elmélete azt sugallja, hogy az organellemembránok a plazmamembrán expanziójából és invaginációjából származnak. JD Robertson, az elektronmikroszkópia úttörője, 1962-ben megjegyezte, hogy több intracelluláris test szerkezete vizuálisan megegyezik a plazmamembránnal.

A sejteket körülhatároló struktúra gondolata közvetlenül a „sejt” fogalmának felmerülése után merült fel, ezért számos tanulmányt végeztek ennek a struktúrának a jellegzetességeinek tisztázására.

Plazma membrán

A plazmamembrán

A plazmamembrán olyan szerkezet, amelyet egy kettős foszfolipid réteg alkot, oly módon, hogy a poláris csoportok a citoszolra és az extracelluláris táptalajra irányuljanak, míg az apoláris csoportok a membrán belseje felé vannak rendezve.

Fő funkciója az eukarióta és a prokarióta sejtek meghatározása, mivel fizikailag elválasztja a citoplazmát az extracelluláris környezettől.

Szerkezeti funkciója ellenére jól ismert, hogy a membrán nem statikus, hanem rugalmas és dinamikus gát, ahol a sejt számára számos alapvető folyamat zajlik.

A membránban zajló folyamatok közé tartozik a citoszkeletális rögzítés, a molekulák transzportja, a jelátvitel és a sejtekkel való kapcsolat más szövetek kialakítása céljából. Ezen túlmenően az organellák nagyon sokféle membránja van, amelyben más, nagyon fontos folyamatok is előfordulnak.

A membránhajtogatás elmélete

Elektrofiziológiai vizsgálatok

Jóval azelőtt, hogy Robertson 1962-ben előterjesztette a membránhajlás elméletét, először tanulmányokat végeztek annak meghatározására, hogy néz ki ez a szerkezet. Elektronmikroszkóp hiányában az elektrofiziológiai vizsgálatok domináltak, amelyek közül kiemelkedik a következők:

1895

Overton megjegyezte, hogy a lipidek könnyebben átjutnak a sejtmembránon, mint egy másik természetű molekulák, ezért arra a következtetésre jutott, hogy a membránnak nagyrészt lipidekből kell állnia.

1902

J. Bernstein előterjesztette hipotézisét, amelyben megemlítette, hogy a sejtek olyan szabad ionokból álló oldatból állnak, amelyeket e töltött molekulák számára áthatolhatatlan vékony réteg határol be.

1923

Fricke képességét mérte a eritrocita membrán tárolására díjak (kapacitás), meghatározzuk, hogy ez az érték 0,81 uF / cm ².

Később megállapítottuk, hogy más sejttípusú membránok hasonló kapacitási értékekkel rendelkeznek, ezért a membránnak egységes szerkezetűnek kell lennie.

1925

Gorter és Grendel mikroszkóp segítségével megmérte az emlősök vörösvértesteinek területét. Ezután extrahálták a lipideket e sejttípus ismert számából és megmérték az általuk elfoglalt területet.

Ennek eredményeként 1: 2 sejt / membrán arányt kaptunk. Ez azt jelentette, hogy a sejtmembrán kettős szerkezetű, ezáltal létrejött a „lipid kettős réteg” kifejezés.

1935

Az 1935 előtti vizsgálatok arra utaltak, hogy a membránban jelen vannak-e proteinek, ez arra késztette Danielli-t és Davsont, hogy Sandwich-modellt vagy Protein-Lipid-Protein modellt javasoljanak.

E modell szerint a plazmamembrán két fehérjeréteg között két foszfolipid rétegből áll, amelyek elektrosztatikus kölcsönhatások révén kapcsolódnak a membránhoz.

Elektronmikroszkópos vizsgálatok

1959-ben, az elektronmikroszkópos megjelenésnek köszönhetően, J. David Robertson elegendő bizonyítékot gyűjtött ahhoz, hogy megerősítse és kiegészítse a Gorter és Grendel (1925), valamint Danielli és Davson (1935) által javasolt modelleket, és javasolja az „Egységes membrán” modellt.

Ez a modell megtartja a lipid kettős réteg Danielli és Davson által javasolt modell tulajdonságait, a fehérjeréteg variációjával, amely ebben az esetben aszimmetrikus és szakaszos.

Mi a membrán hajtogatás elmélete?

Az elektronmikroszkópia érkezése lehetővé tette, hogy meglehetősen világos képet kapjunk arról, hogy miként alakult ki a plazmamembrán.

Ezt a tényt azonban az intracelluláris rekeszek kialakítását szolgáló több intracitoplazmatikus membrán megjelenése kísérte, ami Robertson 1962-ben arra késztette a "Membránhajlás elmélete" javaslatát.

A membrán hajtogatásának elmélete az, hogy a plazmamembrán megnöveli a felületét, és beoltották, hogy intracitoplazmatikus membránok alakuljanak ki. Ezek a membránok olyan molekulákat vesznek körül, amelyek a citoszolban voltak, és így organellákat képeznek.

Ezen elmélet szerint a nukleáris burok, az endoplazmatikus retikulum, a Golgi-készülék, a lizoszómák és a vakuolok származhatnak ilyen módon.

A plazmamembrán és az első három fent említett organellus közötti folytonosságot különféle sejttípusokon végzett elektronmikroszkópos vizsgálatok igazolják.

Robertson azonban elméletében azt is javasolta, hogy a vezikuláris organellák, például a lizoszómák és a vákuumok is olyan invaginációkból származnak, amelyek később elválasztódtak a membrántól.

A membránhajtogatás elméletének sajátosságai miatt ez az egységmembrán-modell kiterjesztése, amelyet ő maga javasolt 1959-ben.

A Robertson által készített mikrofilmek azt mutatják, hogy ezek a membránok azonosak, ezért összetételük meglehetősen hasonló.

Az organellák specializációja azonban jelentősen megváltoztatja a membránok összetételét, ami csökkenti a biokémiai és molekuláris szintű tulajdonságaikat.

Hasonlóképpen fenn kell tartani azt a tényt, hogy a membránok fő funkciója az, hogy stabil gátként szolgáljanak a vizes közegek számára.

Ennek az elméletnek a fontossága

Az 1895 és 1965 között elvégzett összes vizsgálatnak, különösen JD Robertson által végzett mikroszkópos vizsgálatoknak köszönhetően a sejtmembránok fontosságát hangsúlyozták.

Az egységes modellből kirajzolódott a membrán lényeges szerepe a sejtek szerkezetében és működésében, olyan mértékben, hogy ennek a szerkezetnek a tanulmányozása alapvető kérdésnek tekinthető a jelenlegi biológiában.

A membránhajtogatás elméletének hozzájárulását tekintve ezt jelenleg nem fogadják el. Abban az időben ez a terület további szakértőinek vezetett, amelyek nemcsak a sejtmembránok eredetét próbálták megvilágítani, hanem az eukarióta sejt eredetét is, ahogyan Lynn Margulis 1967-ben tette, amikor felvetette az endosimbiotikus elméletet.

Irodalom

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C és mtsai. Molekuláris sejtbiológia. 39. kötet, 8. kiadás; 2008-ra.
2. Heuser JE. J. David Robertson emlékére. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. A heuserlab.wustl.edu oldalról
3. Lee A. Membránszerkezet. Curr Biol. 2001, 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. Gupta GP. Növényi sejtbiológia. Discovery Kiadó; 2004. A Books.google webhelyéből származik.
5. Heimburg T. Membránok - Bevezetés. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Tekintse át a biológiai membránok szerkezetének jelenlegi modelljeit. J Cell Biol.