TEORIJA SAVIJANJA MEMBRANE - BIOLOGIJA - 2026

Teorija membrana sklopivi predlaže organeli membrane potječe od širenja i invaginacije plazma membrane. JD Robertson, pionir elektronske mikroskopije, primijetio je 1962. godine da nekoliko unutarćelijskih tijela posjeduje strukturu koja je vizualno identična plazma membrani.

Ideja o strukturi koja ograničava stanice nastala je odmah nakon pojave koncepta "stanica", pa je provedeno nekoliko studija kako bi se utvrdile karakteristike ove strukture.

Membrana plazme

Plazma membrana

Plazma membrana je struktura formirana dvostrukim slojem fosfolipida koji su organizirani na takav način da su polarne skupine orijentirane prema citosolu i vanćelijskom mediju, dok su apolarne skupine organizirane prema unutrašnjosti membrane.

Njegova glavna funkcija je definiranje stanica, i eukariotskih i prokariotskih, jer fizički odvaja citoplazmu od izvanćelijskog okruženja.

Unatoč svojoj strukturnoj funkciji, dobro je poznato da membrana nije statična, već elastična i dinamička barijera na kojoj se događa veliki broj bitnih procesa za stanicu.

Neki procesi koji se odvijaju u membrani su sidrenje citoskeleta, transport molekula, signalizacija i povezanost s drugim stanicama radi stvaranja tkiva. Pored toga, velika raznolikost organela ima i membranu u kojoj se događaju drugi procesi od velike važnosti.

Pozadina teorije savijanja membrane

Elektrofiziološke studije

Mnogo prije nego što je Robertson 1962. godine predložio teoriju savijanja membrane, najprije su provedena istraživanja kako bi se utvrdilo kako ta struktura izgleda. U nedostatku elektronskog mikroskopa prevladavale su elektrofiziološke studije među kojima se ističu:

1895

Overton je napomenuo da lipidi prelaze preko stanične membrane lakše nego molekule druge prirode, pa je zaključio da membrana mora biti sastavljena većim dijelom od lipida.

1902

J. Bernstein iznio je svoju hipotezu, koja je spomenula da se stanice sastoje od otopine sa slobodnim ionima omeđenim tankim slojem, nepropusnim za navedene nabijene molekule.

1923

Fricke mjeri sposobnost eritrocita membrane troškove spremišta (kapacitivnost) određivanje da je ta vrijednost je 0,81 pF / cm ².

Kasnije je utvrđeno da membrane ostalih vrsta stanica imaju slične vrijednosti kapaciteta, pa bi membrana trebala biti jedinstvena struktura.

1925

Gorter i Grendel izmjerili su površinu eritrocita sisavaca uz pomoć mikroskopa. Zatim su izvadili lipide iz poznatog broja ove vrste stanica i izmjerili područje koje su zauzeli.

Dobili su omjer 1: 2 stanica: membrana. To je značilo da je stanična membrana dvostruka, što je rezultiralo terminom "lipidnog dvosloja".

1935

Studije prije 1935. godine sugerirale su prisutnost proteina u membrani, što je dovelo Daniela i Davsona da predlože model Sandwich ili Protein-Lipid-Protein model.

Prema ovom modelu, plazma membrana se sastoji od dva sloja fosfolipida koji se nalaze između dva sloja proteina, koji su povezani s membranom elektrostatičkim interakcijama.

Studije elektronske mikroskopije

1959. godine, zahvaljujući pojavi elektronske mikroskopije, J. David Robertson prikupio je dovoljno dokaza kako bi potvrdio i nadopunio modele koje su predložili Gorter i Grendel (1925.) te Danielli i Davson (1935.) i da predloži model „Jedinstvena membrana“.

Ovaj model zadržava karakteristike modela koji su predložili Danielli i Davson iz lipidnog dvosloja, s varijacijom proteinskog sloja koji je u ovom slučaju asimetričan i diskontinuiran.

O čemu se radi u teoriji savijanja membrane?

Dolazak elektronske mikroskopije omogućio nam je prilično jasnu predodžbu o tome kako je nastala plazma membrana.

Međutim, ta je činjenica popraćena vizualizacijom višestrukih intracitoplazmatskih membrana koje tvore unutarćelijske odjeljke, što je Robertsona 1962. godine predložilo „Teoriju savijanja membrane“.

Teorija savijanja membrane je da je plazma membrana povećala svoju površinu i bila je invagirana da bi stvorila intracitoplazmatske membrane, te su membrane okružile molekule koje su bile u citosolu, stvarajući tako organele.

Prema toj teoriji, nuklearna ovojnica, endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi i vakuole mogu nastati na ovaj način.

Kontinuitet koji postoji između plazma membrane i prve tri spomenute organele potvrđen je elektronskim mikroskopskim istraživanjima na različitim tipovima stanica.

Međutim, Robertson je u svojoj teoriji također predložio da vezikule organela poput lizosoma i vakuola također potječu od invagacija koje su se nakon toga odvojile od membrane.

Zbog karakteristika teorije savijanja membrane smatra se produžetkom modela jedinične membrane koji je sam predložio 1959. godine.

Mikrografske snimke koje je snimio Robertson pokazuju da su sve ove membrane iste, te bi stoga trebale imati prilično sličan sastav.

Međutim, specijalizacija organela značajno mijenja sastav membrana, čime se smanjuju zajednička svojstva na biokemijskoj i molekularnoj razini.

Slično, održava se činjenica da membrane imaju svoju glavnu funkciju da služe kao stabilna barijera vodenom mediju.

Važnost ove teorije

Zahvaljujući svim testovima provedenim između 1895. i 1965., posebno mikroskopskim istraživanjima JD Robertsona, naglašena je važnost staničnih membrana.

Iz njezinog unitarnog modela počela se isticati bitna uloga koju membrana igra u strukturi i funkciji stanica, do te mjere da se proučavanje ove strukture smatra temeljnim pitanjem u trenutnoj biologiji.

Sada, što se tiče doprinosa teoriji savijanja membrane, ovo trenutno nije prihvaćeno. Međutim, tada je to dovelo do više stručnjaka s tog područja koji su pokušavali rasvijetliti podrijetlo ne samo staničnih membrana, već i podrijetla same eukariotske stanice, kao što je to učinila Lynn Margulis 1967. godine pri iznošenju endosimbiotske teorije.

Reference

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C i sur. Molekularna stanična biologija. Svezak 39. 8. izd.; 2008.
2. Heuser JE. U sjećanje na J. Davida Robertsona. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Preuzeto sa heuserlab.wustl.edu.
3. Lee A. Struktura membrane. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. Gupta GP. Biološka biljna biljka. Izdavačka kuća Discovery; 2004. Preuzeto iz knjiga.google.
5. Heimburg T. Membranes-Uvod. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Pregledajte trenutne modele strukture bioloških membrana. J Cell Biol.