Das Membranfaltungstheorie schlägt vor, dass die Organellenmembranen aus der Expansion und Invagination der Plasmamembran stammen. J.D. Robertson, ein Pionier der Elektronenmikroskopie, stellte 1962 fest, dass mehrere intrazelluläre Körper eine Struktur besaßen, die visuell mit der Plasmamembran identisch war..
Die Idee einer Struktur, die Zellen begrenzt, entstand unmittelbar nach dem Konzept der "Zelle", für die mehrere Studien durchgeführt wurden, um die Eigenschaften dieser Struktur aufzuklären..
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Die Plasmamembran ist eine Struktur, die aus einer Doppelschicht von Phospholipiden besteht, die so organisiert sind, dass die polaren Gruppen zum Cytosol und zum extrazellulären Medium hin ausgerichtet sind, während die unpolaren Gruppen zum Inneren der Membran hin organisiert sind..
Seine Hauptfunktion besteht darin, sowohl eukaryotische als auch prokaryotische Zellen zu definieren, da es das Zytoplasma physikalisch von der extrazellulären Umgebung trennt..
Trotz ihrer strukturellen Funktion ist bekannt, dass die Membran nicht statisch ist, sondern eine elastische und dynamische Barriere, bei der eine große Anzahl wesentlicher Prozesse für die Zelle abläuft..
Einige Prozesse, die in der Membran stattfinden, sind die Verankerung des Zytoskeletts, der Transport von Molekülen, die Signalübertragung und die Verbindung mit anderen Zellen zur Bildung von Geweben. Darüber hinaus weist eine Vielzahl von Organellen auch eine Membran auf, in der andere Prozesse von großer Bedeutung ablaufen..
Lange bevor Robertson 1962 die Theorie der Membranfaltung vorschlug, wurden zunächst Studien durchgeführt, um festzustellen, wie diese Struktur aussah. In Abwesenheit des Elektronenmikroskops überwogen elektrophysiologische Untersuchungen, darunter:
Overton bemerkte, dass Lipide die Zellmembran leichter kreuzten als Moleküle anderer Art, weshalb er schloss, dass die Membran größtenteils aus Lipiden bestehen muss.
J. Bernstein stellte seine Hypothese vor, in der erwähnt wurde, dass die Zellen aus einer Lösung mit freien Ionen bestanden, die durch eine dünne Schicht begrenzt waren, die für die geladenen Moleküle undurchlässig war..
Fricke maß die Fähigkeit der Erythrozytenmembran, Ladungen (Kapazität) zu speichern, und stellte fest, dass dieser Wert 0,81 uF / cm betrugzwei.
Später wurde festgestellt, dass die Membranen anderer Zelltypen ähnliche Kapazitätswerte hatten, daher sollte die Membran eine einheitliche Struktur haben.
Gorter und Grendel haben mit Hilfe eines Mikroskops die Fläche der Erythrozyten von Säugetieren gemessen. Sie extrahierten dann Lipide aus einer bekannten Anzahl dieses Zelltyps und maßen die Fläche, die sie einnahmen..
Als Ergebnis erhielten sie ein Verhältnis von Zelle zu Membran von 1: 2. Dies bedeutete, dass die Zellmembran eine Doppelstruktur war, wodurch der Begriff "Lipiddoppelschicht" entstand..
Studien vor 1935 deuteten auf das Vorhandensein von Proteinen in der Membran hin. Dies veranlasste Danielli und Davson, das Sandwich-Modell oder das Protein-Lipid-Protein-Modell vorzuschlagen..
Nach diesem Modell besteht die Plasmamembran aus zwei Schichten von Phospholipiden, die sich zwischen zwei Schichten von Proteinen befinden, die durch elektrostatische Wechselwirkungen mit der Membran verbunden sind..
Dank des Auftretens der Elektronenmikroskopie sammelte J. David Robertson 1959 genügend Beweise, um die von Gorter und Grendel (1925) sowie Danielli und Davson (1935) vorgeschlagenen Modelle zu bestätigen und zu ergänzen und das Modell "Unitary Membrane" vorzuschlagen..
Dieses Modell behält die Charakteristik des von Danielli und Davson vorgeschlagenen Modells der Lipiddoppelschicht bei, wobei die Variation der Proteinschicht in diesem Fall asymmetrisch und diskontinuierlich ist. .
Die Ankunft der Elektronenmikroskopie ermöglichte eine ziemlich klare Vorstellung davon, wie die Plasmamembran gebildet wurde.
Diese Tatsache ging jedoch mit der Visualisierung mehrerer intrazytoplasmatischer Membranen einher, die intrazelluläre Kompartimente bildeten, was Robertson 1962 dazu veranlasste, die "Membranfaltungstheorie" vorzuschlagen..
Die Theorie der Membranfaltung besteht darin, dass die Plasmamembran ihre Oberfläche vergrößerte und invaginierte, um die intrazytoplasmatischen Membranen hervorzubringen. Diese Membranen umgaben Moleküle, die sich im Cytosol befanden, wodurch die Organellen entstanden.
Nach dieser Theorie könnten die Kernhülle, das endoplasmatische Retikulum, der Golgi-Apparat, Lysosomen und Vakuolen auf diese Weise entstanden sein..
Die Kontinuität, die zwischen der Plasmamembran und den ersten drei oben genannten Organellen besteht, wurde durch elektronenmikroskopische Untersuchungen an verschiedenen Zelltypen bestätigt..
Robertson schlug in seiner Theorie jedoch auch vor, dass vesikuläre Organellen wie Lysosomen und Vakuolen ebenfalls durch Invaginationen entstanden sind, die sich anschließend von der Membran trennten..
Aufgrund der Eigenschaften der Membranfaltungstheorie wird sie als Erweiterung des von ihm 1959 selbst vorgeschlagenen Einheitsmembranmodells angesehen.
Die von Robertson aufgenommenen mikroskopischen Aufnahmen zeigen, dass alle diese Membranen gleich sind und daher eine ziemlich ähnliche Zusammensetzung haben sollten..
Die Spezialisierung der Organellen verändert jedoch die Zusammensetzung der Membranen erheblich, was die Eigenschaften verringert, die sie auf biochemischer und molekularer Ebene gemeinsam haben..
Ebenso bleibt die Tatsache erhalten, dass die Membranen als Hauptfunktion darin bestehen, als stabile Barriere für wässrige Medien zu dienen..
Dank aller zwischen 1895 und 1965 durchgeführten Tests, insbesondere der von J.D. Robertson wurde die Bedeutung von Zellmembranen hervorgehoben.
Ausgehend von seinem einheitlichen Modell wurde die wesentliche Rolle, die die Membran für die Struktur und Funktion von Zellen spielt, hervorgehoben, bis zu dem Punkt, dass die Untersuchung dieser Struktur als grundlegendes Thema in der gegenwärtigen Biologie angesehen wird..
In Bezug auf den Beitrag der Membranfaltungstheorie wird dies derzeit jedoch nicht akzeptiert. Zu dieser Zeit führten jedoch mehr Experten auf diesem Gebiet zu dem Versuch, nicht nur den Ursprung der Zellmembranen, sondern auch den Ursprung der eukaryotischen Zelle selbst aufzuklären, wie dies Lynn Margulis 1967 bei der Erhebung der endosymbiotischen Theorie tat..
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