KALVOJEN TAIVUTUKSEN TEORIA - BIOLOGIA - 2025

Kalvo taittuvat teoria esittää, että organellin kalvot peräisin laajeneminen ja invaginaatiolla solukalvon. JD Robertson, elektronimikroskopian edelläkävijä, totesi vuonna 1962, että useilla solunsisäisillä ruumiilla oli rakenne, joka oli visuaalisesti identtinen plasmakalvon kanssa.

Idea soluja rajaavasta rakenteesta syntyi heti käsitteen "solu" syntymisen jälkeen, joten suoritettiin useita tutkimuksia tämän rakenteen ominaisuuksien selvittämiseksi.

Plasmakalvo

Plasman kalvo

Plasmakalvo on rakenne, joka muodostuu kaksinkertaisesta fosfolipidikerroksesta, joka on järjestetty siten, että polaariset ryhmät ovat orientoituneet sytosoliin ja solunulkoiseen väliaineeseen, kun taas apolaariset ryhmät on järjestetty kohti kalvon sisäosaa.

Sen päätehtävänä on määritellä sekä eukaryoottiset että prokaryoottiset solut, koska se erottaa fysikaalisesti sytoplasman solunulkoisesta ympäristöstä.

Rakenteellisesta toiminnastaan ​​huolimatta on hyvin tiedossa, että kalvo ei ole staattinen, vaan pikemminkin elastinen ja dynaaminen este, jossa tapahtuu suuri määrä solulle välttämättömiä prosesseja.

Jotkut kalvossa tapahtuvat prosessit ovat sytoskeletan ankkurointi, molekyylin kuljetus, signalointi ja yhteys muihin soluihin kudosten muodostamiseksi. Lisäksi hyvin monilla organelleilla on myös kalvo, jossa tapahtuu muita erittäin tärkeitä prosesseja.

Kalvon taivutusteorian tausta

Elektrofysiologiset tutkimukset

Kauan ennen kuin Robertson tuli ehdottamaan membraanin taittumisen teoriaa vuonna 1962, tehtiin ensin tutkimuksia tämän rakenteen näyttämiseksi. Elektronimikroskoopin puuttuessa vallitsivat elektrofysiologiset tutkimukset, joista seuraavat erottuvat:

1895

Overton totesi, että lipidit läpäisivät solukalvon helpommin kuin muun tyyppiset molekyylit, joten hän päätteli, että kalvon on muodostettava pääosin lipideistä.

1902

J. Bernstein esitti hypoteesin, jossa mainittiin, että solut koostuivat liuoksesta, jossa oli vapaita ioneja, joita rajasi ohut kerros, joka ei läpäise näitä varautuneita molekyylejä.

1923

Fricke mitattu kyky punasolujen kalvon tallentaa maksut (kapasitanssi), määritetään, että tämä arvo oli 0,81 pF / cm ².

Myöhemmin todettiin, että muiden solutyyppien kalvoilla oli samanlaiset kapasitanssiarvot, joten kalvon tulisi olla yhtenäinen rakenne.

1925

Gorter ja Grendel mittasivat nisäkkäiden punasolujen pinta-alaa mikroskoopin avulla. Sitten he uuttivat lipidit tunnetusta määrästä tätä solutyyppiä ja mittasivat miehitetyn alueen.

He saivat tuloksena solujen ja kalvojen suhteen 1: 2. Tämä tarkoitti, että solukalvo oli kaksoisrakenne, jolloin syntyi termi “lipidikaksoiskerros”.

1935

Ennen vuotta 1935 tehdyt tutkimukset ehdottivat proteiinien läsnäoloa kalvossa, mikä johti Danielliin ja Davsoniin ehdottamaan Sandwich-mallia tai proteiini-lipidi-proteiini-mallia.

Tämän mallin mukaan plasmamembraani koostuu kahdesta fosfolipidikerroksesta, jotka löytyvät kahden proteiinikerroksen välissä ja jotka liitetään membraaniin sähköstaattisten vuorovaikutusten kautta.

Elektronimikroskopiatutkimukset

Vuonna 1959, elektronimikroskopian ilmestymisen ansiosta, J. David Robertson keräsi tarpeeksi todisteita vahvistaakseen ja täydentääkseen Gorterin ja Grendelin (1925) sekä Daniellin ja Davsonin (1935) ehdottamia malleja ja ehdottaakseen ”yhtenäisen kalvon” mallia.

Tämä malli säilyttää lipidikaksoiskerroksen Daniellin ja Davsonin ehdottaman mallin ominaispiirteet proteiinikerroksen variaation kanssa, joka tässä tapauksessa on epäsymmetrinen ja epäjatkuva.

Mistä kalvojen taittumisteoria on?

Elektronimikroskopian saapuminen antoi meille melko selkeän kuvan siitä, miten plasmakalvo muodostui.

Tätä tosiasiaa kuitenkin seurasi useiden solunsisäisten plastisten membraanien visualisointi, jotka muodostivat solunsisäisiä osastoja, minkä johdosta Robertson ehdotti vuonna 1962 "Kalvojen taittumisen teoriaa".

Kalvojen taittumisen teoria on, että plasmamembraani kasvatti pintaansa ja invagnoitiin synnyttämään solunsisäisiä membraaneja, nämä kalvot ympäröivät molekyylejä, jotka olivat sytosolissa, jolloin peräisin olevat organelit.

Tämän teorian mukaan ydinvaippa, endoplasminen retikulumi, Golgin laite, lysosomit ja vakuolit olisivat voineet olla peräisin tällä tavalla.

Plasmakalvon ja kolmen ensimmäisen organellin välillä esiintyvä jatkuvuus on vahvistettu elektronimikroskopiatutkimuksilla eri solutyypeissä.

Robertson ehdotti kuitenkin teoriassaan myös sitä, että vesikulaariset organelit, kuten lysosomit ja vakuolit, ovat myös peräisin invaginaatioista, jotka erotettiin myöhemmin kalvosta.

Kalvon taivutusteorian ominaispiirteiden vuoksi sitä pidetään laajennuksena yksikkökalvomallille, jonka hän itse ehdotti vuonna 1959.

Robertsonin ottamien mikrokuvien mukaan kaikki nämä kalvot ovat samoja ja siksi niiden tulisi olla melko samanlainen koostumus.

Organelien erikoistuminen muuttaa kuitenkin huomattavasti kalvojen koostumusta, mikä heikentää niiden yhteisiä ominaisuuksia biokemiallisella ja molekyylitasolla.

Samoin ylläpidetään sitä tosiasiaa, että kalvojen päätehtävänä on toimia stabiilina esteenä vesipitoisille väliaineille.

Tämän teorian merkitys

Kaikkien vuosien 1895–1965 välillä suoritettujen kokeiden, erityisesti JD Robertsonin suorittamien mikroskopiatutkimusten ansiosta solukalvojen merkitys korostui.

Yhtenäisestä mallistaan ​​membraanin tärkeä rooli solujen rakenteessa ja toiminnassa alkoi korostaa siinä määrin, että tämän rakenteen tutkimista pidetään nykyisen biologian peruskysymyksenä.

Nyt membraanin taittumisteorian vaikutuksen suhteen tätä ei tällä hetkellä hyväksytä. Tuolloin se kuitenkin johti siihen, että useammat alan asiantuntijat yrittivät selvittää paitsi solukalvojen alkuperän myös itse eukaryoottisten solujen alkuperän, kuten Lynn Margulis teki vuonna 1967 nostaessaan endosymbioottiteoriaa.

Viitteet

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et ai. Molekyylisolubiologia. Voi 39. 8. painos; 2008.
2. Heuser JE. J. David Robertsonin muistoksi. Am Soc Cell Biol. 1995: 11 - 13. Otettu osoitteesta heuserlab.wustl.edu.
3. Lee A. Kalvorakenne. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. Gupta GP. Kasvisolubiologia. Discovery-kustantamo; 2004. Otettu Books.google -sivulta.
5. Heimburg T. Kalvot - Johdanto. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1 - 13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Tarkista nykyiset mallit biologisten membraanien rakenteesta. J Cell Biol.