TEORIE A PLIERII MEMBRANEI - BIOLOGIE - 2025

Teoria membranei pliere propune ca membranele organite provenite din extinderea și invaginarea membranei plasmatice. JD Robertson, un pionier al microscopiei electronice, a remarcat în 1962 că mai multe corpuri intracelulare aveau o structură care era vizual identică cu membrana plasmatică.

Ideea unei structuri care delimitează celulele a apărut imediat după apariția conceptului de „celulă”, astfel încât au fost efectuate mai multe studii pentru a elucida caracteristicile acestei structuri.

Membrană plasmatică

Membrana plasmatică

Membrana plasmatică este o structură formată dintr-un dublu strat de fosfolipide organizate astfel încât grupele polare să fie orientate spre citosol și mediu extracelular, în timp ce grupurile apolare sunt organizate spre interiorul membranei.

Funcția sa principală este de a defini celulele, atât eucariote, cât și procariote, deoarece separă fizic citoplasma de mediul extracelular.

În ciuda funcției sale structurale, este binecunoscut faptul că membrana nu este statică, ci mai degrabă o barieră elastică și dinamică în care apar un număr mare de procese esențiale pentru celulă.

Unele procese care au loc în membrană sunt ancorarea citoscheletului, transportul de molecule, semnalizarea și conectarea cu alte celule pentru a forma țesuturi. În plus, o mare varietate de organule au și o membrană în care apar alte procese de mare importanță.

Istoric al teoriei plierii membranei

Studii electrofiziologice

Cu mult înainte ca Robertson să propună teoria plierii membranei în 1962, au fost realizate pentru prima dată studii pentru a determina cum arăta această structură. În absența microscopului electronic, au predominat studii electrofiziologice, dintre care se evidențiază următoarele:

1895

Overton a menționat că lipidele traversau membrana celulară mai ușor decât moleculele de altă natură, prin urmare, el a dedus că membrana trebuie să fie compusă, în cea mai mare parte, din lipide.

1902

J. Bernstein a prezentat ipoteza sa, care menționa că celulele constau dintr-o soluție cu ioni liberi delimitați de un strat subțire impermeabil la aceste molecule încărcate.

1923

Fricke a măsurat capacitatea membranei eritrocitare a taxelor de magazin (capacitate), stabilind că această valoare a fost de 0,81 mF / cm ² .

Ulterior s-a stabilit că membranele altor tipuri de celule au valori de capacitate similare, prin urmare, membrana ar trebui să fie o structură unitară.

1925

Gorter și Grendel au măsurat aria eritrocitelor mamiferelor cu ajutorul unui microscop. Au extras apoi lipidele dintr-un număr cunoscut de acest tip de celule și au măsurat suprafața ocupată.

Acestea au obținut un raport de celule: membrană 1: 2. Aceasta a însemnat că membrana celulară a fost o structură dublă, dând astfel naștere la termenul „bicapa lipidică”.

1935

Studiile anterioare anului 1935 au sugerat prezența proteinelor în membrană, acest lucru i-a determinat pe Danielli și Davson să propună modelul Sandwich sau modelul Protein-Lipid-Proteină.

Conform acestui model, membrana plasmatică este formată din două straturi de fosfolipide care se găsesc între două straturi de proteine, care sunt asociate cu membrana prin interacțiuni electrostatice.

Studii de microscopie electronică

În 1959, datorită apariției microscopiei electronice, J. David Robertson a colectat suficiente dovezi pentru a confirma și completa modelele propuse de Gorter și Grendel (1925) și Danielli și Davson (1935) și pentru a propune modelul „membrană unitară”.

Acest model păstrează caracteristica modelului propus de Danielli și Davson de stratul lipidic, cu variația stratului proteic care, în acest caz, este asimetric și discontinu.

Despre ce este teoria plierii membranei?

Sosirea microscopiei electronice ne-a permis să avem o idee destul de clară despre cum s-a format membrana plasmatică.

Cu toate acestea, acest fapt a fost însoțit de vizualizarea mai multor membrane intracitoplasmatice formând compartimente intracelulare, ceea ce a determinat Robertson în 1962 să propună „Teoria plierii membranei”.

Teoria de pliere a membranei este aceea că membrana plasmatică și-a mărit suprafața și a fost invaginată pentru a da naștere membranelor intracitoplasmatice, aceste membrane au înconjurat molecule care se aflau în citosol, originând astfel organele.

Conform acestei teorii, ar putea avea în acest fel învelișul nuclear, reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi, lizozomii și vacuolele.

Continuitatea care există între membrana plasmatică și primele trei organele menționate mai sus a fost confirmată prin studii de microscopie electronică în diferite tipuri de celule.

Cu toate acestea, Robertson a propus, de asemenea, în teoria sa, că organelele veziculare, cum ar fi lizozomii și vacuolele, au apărut și prin invaginații care s-au separat ulterior de membrană.

Datorită caracteristicilor teoriei de pliere a membranei, este considerat ca o extensie a modelului de membrană unitară pe care el însuși l-a propus în 1959.

Micrografele luate de Robertson arată că toate aceste membrane sunt aceleași și, prin urmare, ar trebui să aibă o compoziție destul de similară.

Cu toate acestea, specializarea organulelor modifică considerabil compoziția membranelor, ceea ce reduce proprietățile pe care le au în comun la nivel biochimic și molecular.

În mod similar, faptul că membranele au ca funcție principală este de a servi ca o barieră stabilă pentru mediul apos este menținută.

Importanța acestei teorii

Datorită tuturor testelor efectuate între 1895 și 1965, în special studiile la microscopie efectuate de JD Robertson, a fost accentuată importanța membranelor celulare.

Din modelul său unitar, rolul esențial pe care îl joacă membrana în structura și funcția celulelor a început să fie evidențiat, într-o asemenea măsură încât studiul acestei structuri este considerat o problemă fundamentală în biologia actuală.

Acum, în ceea ce privește contribuția teoriei de pliere a membranei, aceasta nu este în prezent acceptată. Cu toate acestea, la acea vreme, a condus la mai mulți experți din zonă încercând să elucideze originea nu numai a membranelor celulare, ci și originea celulei eucariote în sine, așa cum a făcut Lynn Margulis în 1967 când a ridicat teoria endosimbiotică.

Referințe

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C și colab. Biologie moleculară celulară. Vol 39. 8a ed .; 2008.
2. Heuser JE. În memoria lui J. David Robertson. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Luat de la heuserlab.wustl.edu.
3. Lee A. Structura membranei. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. GP Gupta. Biologia celulelor vegetale. Editura Discovery; 2004. preluat din books.google.
5. Heimburg T. Membrane-O Introducere. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Examinați modelele actuale pentru structura membranelor biologice. J Biol celular.