Theorie van membraanvouwen

de membraan vouwtheorie stelt voor dat de membranen van de organellen afkomstig zijn van de expansie en invaginatie van het plasmamembraan. J.D Robertson, pionier in elektronenmicroscopie, merkte in 1962 dat verschillende intracellulaire lichamen een structuur hadden die visueel identiek was aan het plasmamembraan. 

Het idee van een structuur die de cellen begrenst ontstond onmiddellijk nadat het concept van "cel" ontstond, waarvoor verschillende studies werden uitgevoerd om de kenmerken van de genoemde structuur op te helderen..

index

• 1 Het plasmamembraan
• 2 Antecedenten van de theorie van membraanvouwen
  • 2.1 Elektrofysiologische studies
• 3 Elektronenmicroscopische onderzoeken
• 4 Waar gaat de membraanvouwtheorie over??
• 5 Het belang van deze theorie
• 6 Referenties

Het plasmamembraan

Het plasmamembraan is gevormd door een dubbellaag van fosfolipiden zo opgesteld dat polaire groepen zijn georiënteerd naar het cytosol en het extracellulaire medium, terwijl de apolaire groepen zijn verdeeld membraan.

De belangrijkste functie ervan is om de cellen te definiëren, zowel eukaryoot als prokaryotisch, omdat het het cytoplasma fysiek van het extracellulaire medium scheidt.

Ondanks de structurele functie ervan, is het bekend dat het membraan niet statisch is, maar een elastische en dynamische barrière is waar een groot aantal processen essentieel voor de cel optreedt.

Sommige processen die plaatsvinden in het membraan zijn verankering van het cytoskelet, transport van moleculen, signalering en verbinding met andere cellen om weefsels te vormen. Bovendien hebben verschillende organellen ook een membraan waarin andere processen van groot belang voorkomen.

Antecedenten van de theorie van membraanvouwen

Elektrofysiologische studies

Lang voordat Robertson in 1962 de theorie van membraanvouwen bedacht, werden eerst studies uitgevoerd om te bepalen hoe de structuur eruit zag. Bij afwezigheid van de elektronenmicroscoop hebben elektrofysiologische onderzoeken de overhand, waaronder de volgende:

1895

Overton merkte op dat lipiden gemakkelijker door het celmembraan gaan dan moleculen van een andere aard, en concludeerde daarom dat het membraan voornamelijk door lipiden zou moeten worden samengesteld.

1902

J. Bernstein presenteerde zijn hypothese, waarin werd vermeld dat de cellen bestonden uit een oplossing met vrije ionen begrensd door een dunne laag die ondoordringbaar was voor de geladen moleculen.

1923

Fricke heeft de capaciteit van het erytrocytmembraan gemeten om ladingen (capaciteit) op te slaan, waarbij werd vastgesteld dat deze waarde 0,81 μF / cm was².

Later werd vastgesteld dat de membranen van andere soorten cellen vergelijkbare capacitieve waarden vertoonden, daarom zou het membraan een unitaire structuur moeten zijn.

1925

Gorter en Grendel maten het gebied van zoogdiererytrocyten met behulp van een microscoop. Vervolgens haalden ze de lipiden uit een bekend aantal van dit celtype en maten het gebied dat ze bezetten.

Ze verkregen als resultaat een 1: 2 cel: membraanverhouding. Dit betekende dat het celmembraan een dubbele structuur had, waardoor de term "lipide dubbellaag" ontstond.

1935

Eerdere studies tot 1935 suggereerden de aanwezigheid van eiwitten in het membraan, dit leidde Danielli en Davson tot het voorstellen van het Sandwich-model of Proteïne-lipide-eiwitmodel.

Volgens dit model bestaat het plasmamembraan uit twee lagen fosfolipiden die zich tussen twee lagen van eiwitten bevinden, die door elektrostatische interacties met het membraan worden geassocieerd..

Elektronenmicroscopische studies

In 1959 met de komst van elektronenmicroscopie, J. David Robertson verzamelde genoeg bewijs om te bevestigen en een aanvulling op de door Gorter en Grendel (1925) en Danielli en Davson (1935) voorgestelde modellen, en stelt het model van "Membrane unitair".

Dit model nog de door Danieli en Davson lipidedubbellaag model voorgesteld karakteristiek, met verschillende eiwitten die laag, in dit geval, asymmetrisch en discontinu .

Waar gaat de membraanvouwtheorie over??

De komst van elektronische microscopie liet een vrij duidelijk idee over hoe het plasmamembraan werd gevormd.

Echter daadwerkelijk bij de weergave van meerdere intracytoplasmatische membranen vormen intracellulaire compartimenten wijn, wat leidt tot Robertson in 1962 voorgesteld de "Theory membraan folding".

De theorie van membraanvouwing is dat het plasmamembraan zijn oppervlak verhoogde en invagineerde om aanleiding te geven tot de intracytoplasmische membranen, deze membranen omhulden moleculen die zich in het cytosol bevonden en dus de organellen vormden.

Volgens deze theorie zouden de nucleaire envelop, het endoplasmatisch reticulum, het Golgi-apparaat, lysosomen en vacuolen op deze manier kunnen zijn ontstaan.

De continuïteit die bestaat tussen het plasmamembraan met de eerste drie bovengenoemde organellen is bevestigd door elektronenmicroscopische onderzoeken in verschillende celtypen.

Robertson heeft echter in zijn theorie ook voorgesteld dat vesiculaire organellen zoals lysosomen en vacuolen ook zijn ontstaan ​​door invaginaties die vervolgens van het membraan zijn gescheiden.

Vanwege de kenmerken van de vouwtheorie van het membraan, wordt dit beschouwd als een uitbreiding van het unitaire membraanmodel dat hij zelf in 1959 voorstelde.

De microfoto's van Robertson laten zien dat al deze membranen gelijk zijn en daarom een ​​redelijk vergelijkbare samenstelling moeten hebben.

De specialisatie van de organellen wijzigt de samenstelling van de membranen echter aanzienlijk, waardoor de eigenschappen die ze gemeen hebben op biochemisch en moleculair niveau worden verminderd.

Evenzo wordt het feit dat de membranen als hun hoofdfunctie hebben om te dienen als een stabiele barrière voor waterige media gehandhaafd.

Het belang van deze theorie

Dank aan alle tests die tussen 1895 en 1965 zijn uitgevoerd, met name op de microscopische onderzoeken die zijn uitgevoerd door J.D. Robertson, het belang van celmembranen werd benadrukt.

Vanuit zijn unitaire model begon de essentiële rol van het membraan in de structuur en functie van cellen zo sterk te worden benadrukt dat de studie van deze structuur als een fundamenteel probleem in de huidige biologie wordt beschouwd..

Met betrekking tot de bijdrage van de membraantouwtheorie, heeft dit momenteel geen acceptatie. Toen leidde dit echter tot meer deskundigen op dit gebied die de oorsprong probeerden te achterhalen, niet alleen van celmembranen, maar ook van de oorsprong van de eukaryote cel zelf, zoals Lynn Margulis in 1967 toen hij de endosymbiotische theorie aan het verhogen was..

referenties

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. Moleculaire celbiologie. Vol 39. 8e druk; 2008.
2. Heuser JE. Ter nagedachtenis van J. David Robertson. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Afkomstig van heuserlab.wustl.edu.
3. Lee A. Membraanstructuur. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. Gupta GP. Plant Cell Biology. Discovery Publishing House; 2004. Genomen van books.google.
5. Heimburg T. Membranes-An Introduction. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Bekijk de huidige modellen voor de structuur van biologische membranen. J Cell Biol.