ทฤษฎีการพับเมมเบรน



ทฤษฎีการพับเมมเบรน เสนอว่าเยื่อหุ้มเซลล์นั้นมีต้นกำเนิดมาจากการขยายตัวและการรุกรานของเยื่อหุ้มพลาสมา เจ. โรเบิร์ตสันสันผู้บุกเบิกกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสังเกตเห็นในปี 2505 ว่ามีหลายเซลล์ในร่างกายมีโครงสร้าง intracellular โครงสร้างเหมือนกับพลาสมาเมมเบรน. 

ความคิดของโครงสร้างที่กั้นเซลล์เกิดขึ้นทันทีหลังจากแนวคิดของ "เซลล์" เกิดขึ้นซึ่งมีการศึกษาหลายครั้งเพื่ออธิบายลักษณะของโครงสร้างดังกล่าว.

ดัชนี

  • 1 พลาสมาเมมเบรน
  • 2 บรรพบุรุษของทฤษฎีการพับเมมเบรน
    • 2.1 การศึกษาทางสรีรวิทยา
  • 3 การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
  • 4 ทฤษฎีการพับเมมเบรนคืออะไร??
  • 5 ความสำคัญของทฤษฎีนี้
  • 6 อ้างอิง

พลาสมาเมมเบรน

พลาสมาเมมเบรนเป็นโครงสร้างที่เกิดจากสองชั้นของฟอสโฟไลปิดซึ่งจัดเรียงในลักษณะที่กลุ่มขั้วถูกมุ่งเน้นไปยังไซโตโซลและตัวกลางภายนอกเซลล์ในขณะที่กลุ่มอพอลโลจะถูกจัดเรียงไปด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์.

หน้าที่หลักของมันคือการกำหนดเซลล์ทั้งยูคาริโอตและโปรคาริโอติกเนื่องจากมันแยกไซโตพลาสซึมออกจากส่วนนอกของเซลล์.

แม้จะมีฟังก์ชั่นโครงสร้างของมันเป็นที่รู้จักกันดีว่าเมมเบรนไม่คงที่ แต่เป็นอุปสรรคยืดหยุ่นและแบบไดนามิกที่กระบวนการจำนวนมากที่จำเป็นสำหรับเซลล์เกิดขึ้น.

กระบวนการบางอย่างที่เกิดขึ้นในเยื่อหุ้มเซลล์คือการยึดของโครงร่างโครงกระดูกการเคลื่อนย้ายของโมเลกุลการส่งสัญญาณและการเชื่อมต่อกับเซลล์อื่น ๆ เพื่อสร้างเนื้อเยื่อ นอกจากนี้ออร์แกเนลล์ที่หลากหลายก็มีเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งกระบวนการอื่นที่มีความสำคัญเกิดขึ้น.

บรรพบุรุษของทฤษฎีการพับเมมเบรน

การศึกษาทางสรีรวิทยา

นานก่อนที่โรเบิร์ตสันจะมาพร้อมกับทฤษฎีการพับเมมเบรนในปี 1962 การศึกษาครั้งแรกได้ดำเนินการเพื่อตรวจสอบว่าโครงสร้างเป็นอย่างไร ในกรณีที่ไม่มีกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนการศึกษาทางอิเลคโตรวิทยาจะได้รับการพิจารณาซึ่งมีดังต่อไปนี้:

1895

โอเวอร์ตันตั้งข้อสังเกตว่าไขมันข้ามเซลล์เยื่อหุ้มเซลล์ได้ง่ายกว่าโมเลกุลของธรรมชาติอื่น ๆ ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าควรจะประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์โดยส่วนใหญ่โดยไขมัน.

1902

J. Bernstein นำเสนอสมมติฐานของเขาซึ่งกล่าวว่าเซลล์ประกอบด้วยสารละลายที่มีไอออนอิสระคั่นด้วยชั้นบาง ๆ ซึ่งไม่สามารถผ่านไปได้เพื่อกล่าวถึงโมเลกุลที่มีประจุ.

1923

Fricke วัดความจุของเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดงเพื่อเก็บประจุ (ประจุ) โดยพิจารณาว่าค่านี้คือ 0.81 μF / cm2.

ต่อมาได้มีการพิจารณาแล้วว่าเยื่อหุ้มเซลล์ชนิดอื่นมีค่าความจุใกล้เคียงกันดังนั้นเมมเบรนควรเป็นโครงสร้างที่รวมกัน.

1925

Gorter and Grendel ทำการตรวจพื้นที่ของเม็ดเลือดแดงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมด้วยกล้องจุลทรรศน์ จากนั้นพวกเขาสกัดไขมันจากจำนวนเซลล์ประเภทนี้ที่รู้จักและวัดพื้นที่ที่ครอบครอง.

พวกเขาได้รับเป็นอัตราส่วน 1: 2 เซลล์: เมมเบรน นั่นหมายความว่าเยื่อหุ้มเซลล์เป็นโครงสร้างสองชั้นจึงเกิดคำว่า "ไขมันไขมัน".

1935

การศึกษาก่อนหน้านี้ในปี 1935 แนะนำการมีอยู่ของโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งนำไปสู่ ​​Danielli และ Davson เพื่อเสนอรูปแบบแซนด์วิชหรือแบบจำลองโปรตีน - โปรตีนไขมัน - โปรตีน.

ตามแบบจำลองนี้พลาสมาเมมเบรนประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดสองชั้นซึ่งอยู่ระหว่างโปรตีนสองชั้นซึ่งสัมพันธ์กับเมมเบรนผ่านการโต้ตอบด้วยไฟฟ้าสถิต.

การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

ในปี 1959 จากการปรากฏตัวของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอนิกส์เจเดวิดโรเบิร์ตสันสันได้รวบรวมหลักฐานเพียงพอที่จะยืนยันและเสริมรูปแบบที่เสนอโดย Gorter and Grendel (1925) และ Danielli และ Davson (1935) และยกแบบของ "Unitary Membrane".

แบบจำลองนี้ยังคงลักษณะของแบบจำลองที่เสนอโดย Danielli และ Davson ของ lipid bilayer โดยความผันแปรของชั้นโปรตีนซึ่งในกรณีนี้เป็นแบบไม่สมมาตรและไม่ต่อเนื่อง .

ทฤษฎีการพับเมมเบรนคืออะไรเกี่ยวกับ??

การมาถึงของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอนิกส์ได้รับอนุญาตให้มีความคิดที่ค่อนข้างชัดเจนเกี่ยวกับวิธีการสร้างเมมเบรนในพลาสมา.

อย่างไรก็ตามความจริงนี้มาพร้อมกับการสร้างภาพของเยื่อบุผิว intracytoplasmic หลายรูปแบบที่เกิดจากช่องว่างภายในเซลล์ซึ่งนำไปสู่โรเบิร์ตสันสันในปี 1962 เพื่อเสนอ "ทฤษฎีพับเยื่อ".

ทฤษฎีการพับเมมเบรนคือพลาสม่าเมมเบรนเพิ่มพื้นผิวของมันและทำให้เกิดการพังทลายของเยื่อบุทางเดินหายใจส่วนเยื่อบุผิวเหล่านี้ล้อมรอบโมเลกุลที่อยู่ใน cytosol ซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากอวัยวะต่างๆ.

ตามทฤษฎีนี้ซองนิวเคลียร์นิวเคลียร์เอนโดพลาสมิกเรติเคิลเครื่อง Golgi ไลโซโซมและแวคิวโอลอาจเกิดขึ้นได้ด้วยวิธีนี้.

ความต่อเนื่องที่มีอยู่ระหว่างพลาสมาเมมเบรนกับออร์กาเนลทั้งสามที่กล่าวถึงข้างต้นได้รับการยืนยันโดยการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในเซลล์ชนิดต่าง.

อย่างไรก็ตาม Robertson ยังเสนอในทฤษฎีของเขาว่า organes ตุ่มเช่น lysosomes และ vacuoles ยังกำเนิดโดย invaginations ที่ภายหลังแยกออกจากเมมเบรน.

เนื่องจากคุณสมบัติของทฤษฎีการพับของเมมเบรนนี่จึงถือเป็นส่วนขยายของแบบจำลองเมมเบรนที่รวมตัวกันซึ่งเขาเสนอในปี 1959.

กราฟไมโครที่ถ่ายโดยโรเบิร์ตสันส์แสดงให้เห็นว่าเยื่อเหล่านี้เท่ากันดังนั้นจึงควรมีองค์ประกอบที่คล้ายกัน.

อย่างไรก็ตามความเชี่ยวชาญของออร์แกเนลล์ได้ปรับเปลี่ยนองค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์อย่างมากซึ่งจะช่วยลดคุณสมบัติที่พวกมันมีเหมือนกันในระดับชีวเคมีและโมเลกุล.

ในทำนองเดียวกันความจริงที่ว่าเมมเบรนมีหน้าที่หลักในการทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันที่มั่นคงสำหรับสารที่เป็นน้ำ.

ความสำคัญของทฤษฎีนี้

ขอขอบคุณการทดสอบทั้งหมดดำเนินการระหว่างปี 1895 และ 1965 โดยเฉพาะอย่างยิ่งการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์โดย J.D. Robertson ความสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ถูกเน้นย้ำ.

จากแบบจำลองรวมของมันบทบาทสำคัญที่เล่นโดยเมมเบรนในโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์เริ่มที่จะเน้นไปจนถึงระดับที่การศึกษาโครงสร้างนี้ถือว่าเป็นปัญหาพื้นฐานในชีววิทยาปัจจุบัน.

ตอนนี้เกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของทฤษฎีการพับเมมเบรนตอนนี้ไม่ได้รับการยอมรับ อย่างไรก็ตามในเวลานั้นทำให้ผู้เชี่ยวชาญหลายคนในพื้นที่พยายามอธิบายต้นกำเนิดไม่เพียง แต่เยื่อหุ้มเซลล์เท่านั้น แต่ยังเป็นจุดกำเนิดของเซลล์ยูคาริโอตเองเช่นเดียวกับ Lynn Margulis ในปี 1967 เมื่อยกระดับทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติก.

การอ้างอิง

  1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, และคณะ ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์. ปีที่ 39. 8th.; 2008.
  2. Heuser JE ในความทรงจำของ J. David Robertson Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13 นำมาจาก heuserlab.wustl.edu.
  3. โครงสร้าง Lee A. Membrane Curr Biol 2001; 11 (20): R811-R814 ดอย: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
  4. Gupta GP ชีววิทยาของเซลล์พืช Discovery Publishing House; 2547 นำมาจาก books.google.co.th.
  5. Heimburg T. Membranes- คำนำ เมมเบรน Therm Biophys 2007; (2001): 1-13 ดอย: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
  6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM ตรวจสอบแบบจำลองปัจจุบันสำหรับโครงสร้างของเยื่อหุ้มชีวภาพ J Cell Biol.