MEMBRAN KATLANMA TEORISI - BIYOLOJI - 2025

Membran katlama teorisi organel membranlar plazma membranının genişlemesi ve invaginasyon kaynaklanmış önermektedir. Elektron mikroskopisinde öncü olan JD Robertson, 1962'de birkaç hücre içi cismin, plazma zarıyla görsel olarak özdeş bir yapıya sahip olduğunu kaydetti.

Hücreleri sınırlayan bir yapı fikri, "hücre" kavramının ortaya çıkmasından hemen sonra ortaya çıktı, bu nedenle bu yapının özelliklerini aydınlatmak için birkaç çalışma yapıldı.

Hücre zarı

Plazma zarı

Plazma membranı, apolar gruplar membranın iç kısmına doğru organize edilirken, polar grupların sitozole ve hücre dışı ortama doğru yönlendirildiği şekilde organize edilmiş çift katmanlı fosfolipitlerden oluşan bir yapıdır.

Ana işlevi, sitoplazmayı hücre dışı ortamdan fiziksel olarak ayırdığı için hem ökaryotik hem de prokaryotik hücreleri tanımlamaktır.

Yapısal işlevine rağmen, zarın statik olmadığı, bunun yerine hücre için çok sayıda temel işlemin meydana geldiği elastik ve dinamik bir bariyer olduğu iyi bilinmektedir.

Membranda meydana gelen bazı işlemler, hücre iskeleti sabitleme, molekül taşınması, sinyal verme ve dokuları oluşturmak için diğer hücrelerle bağlantıdır. Ek olarak, çok çeşitli organellerde ayrıca büyük öneme sahip diğer işlemlerin gerçekleştiği bir zarı vardır.

Membran katlanma teorisinin arka planı

Elektrofizyolojik çalışmalar

Robertson, 1962'de membran katlanması teorisini önermeye gelmeden çok önce, ilk olarak bu yapının neye benzediğini belirlemek için çalışmalar yapıldı. Elektron mikroskobunun yokluğunda, elektrofizyolojik çalışmalar ağırlıklıydı ve bunlar arasında aşağıdakiler öne çıkıyor:

1895

Overton, lipidlerin hücre zarını başka bir yapıdaki moleküllere göre daha kolay geçtiğine dikkat çekti, bu nedenle zarın çoğunlukla lipidlerden oluşması gerektiği sonucuna vardı.

1902

J. Bernstein, hücrelerin bu yüklü moleküllere geçirimsiz ince bir tabaka ile sınırlandırılmış serbest iyonlara sahip bir çözeltiden oluştuğundan bahseden hipotezini sundu.

1923

Fricke bu değer 0.81 uF / cm olduğu belirlenmesi, mağaza ücretlerine eritrosit zar (kapasitans) yeteneğini ölçen ² .

Daha sonra diğer hücre tiplerinin zarlarının da benzer kapasitans değerlerine sahip olduğu, bu nedenle zarın üniter bir yapı olması gerektiği tespit edildi.

1925

Gorter ve Grendel, memeli eritrositlerinin alanını mikroskop yardımıyla ölçtüler. Daha sonra bu hücre tipinin bilinen bir sayısından lipitleri çıkardılar ve işgal ettikleri alanı ölçtüler.

Sonuç olarak 1: 2 hücre: zar oranı elde ettiler. Bu, hücre zarının ikili bir yapı olduğu ve dolayısıyla "lipit çift tabakası" terimine yol açtığı anlamına geliyordu.

1935

1935'ten önceki çalışmalar zarda proteinlerin varlığını ortaya koydu, bu Danielli ve Davson'ı Sandviç modelini veya Protein-Lipid-Protein modelini önermeye yöneltti.

Bu modele göre, plazma membranı, elektrostatik etkileşimler yoluyla membranla ilişkilendirilen iki protein katmanı arasında bulunan iki fosfolipit katmanından oluşur.

Elektron mikroskobu çalışmaları

1959'da elektron mikroskobunun ortaya çıkması sayesinde J. David Robertson, Gorter ve Grendel (1925) ve Danielli ve Davson (1935) tarafından önerilen modelleri doğrulamak ve tamamlamak ve “Üniter Membran” modelini önermek için yeterli kanıt topladı.

Bu model, Danielli ve Davson tarafından lipit çift tabakasının önerdiği modelin karakteristiğini, bu durumda asimetrik ve süreksiz olan protein tabakasının varyasyonu ile muhafaza etmektedir.

Membran katlanma teorisi ne hakkında?

Elektron mikroskobunun gelişi, plazma zarının nasıl oluştuğu hakkında oldukça net bir fikre sahip olmamızı sağladı.

Bununla birlikte, bu gerçeğe, hücre içi bölmeleri oluşturan çoklu intrasitoplazmik membranların görselleştirilmesi eşlik etti ve bu da Robertson'ın 1962'de "membran katlanması teorisini" önermesine yol açtı.

Membran katlanması teorisi, plazma membranının yüzeyini arttırması ve intrasitoplazmik membranlara yol açmak için invajine edilmesidir; bu membranlar, sitozoldeki molekülleri çevrelemiş ve böylece organelleri oluşturmuştur.

Bu teoriye göre, nükleer zarf, endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı, lizozomlar ve vakuoller bu şekilde ortaya çıkmış olabilir.

Plazma zarı ile yukarıda bahsedilen ilk üç organel arasında var olan süreklilik, farklı hücre tiplerinde elektron mikroskobu çalışmaları ile doğrulanmıştır.

Bununla birlikte Robertson, teorisinde lizozomlar ve vakuoller gibi veziküler organellerin de daha sonra zardan ayrılan istilalardan kaynaklandığını ileri sürdü.

Membran katlanma teorisinin özelliklerinden dolayı 1959'da kendisinin önerdiği birim membran modelinin bir uzantısı olarak kabul edilir.

Robertson tarafından alınan mikrograflar, tüm bu zarların aynı olduğunu ve bu nedenle oldukça benzer bir bileşime sahip olması gerektiğini göstermektedir.

Bununla birlikte, organellerin uzmanlaşması, zarların bileşimini önemli ölçüde değiştirerek, biyokimyasal ve moleküler düzeyde sahip oldukları ortak özellikleri azaltır.

Benzer şekilde, zarların ana işlevi olduğu gerçeği, sulu ortam için kararlı bir bariyer görevi görmektir.

Bu teorinin önemi

1895-1965 yılları arasında yapılan tüm testler, özellikle JD Robertson tarafından yapılan mikroskopi çalışmaları sayesinde hücre zarlarının önemi vurgulanmıştır.

Üniter modelinden, zarın hücrelerin yapısında ve işlevinde oynadığı temel rol vurgulanmaya başlandı, öyle ki bu yapının incelenmesi günümüz biyolojisinde temel bir konu olarak kabul ediliyor.

Şimdi, membran katlanma teorisinin katkısıyla ilgili olarak, bu şu anda kabul edilmiyor. Bununla birlikte, Lynn Margulis'in 1967'de endosimbiyotik teoriyi yükseltirken yaptığı gibi, o zamanlar bu alanda daha fazla uzmanın yalnızca hücre zarlarının kökenini değil, ökaryotik hücrenin kendisinin de kökenini açıklamaya çalışmasına yol açtı.

Referanslar

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, vd. Moleküler Hücre Biyolojisi. Cilt 39. 8inci baskı; 2008.
2. Heuser JE. J. David Robertson Anısına. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Heuserlab.wustl.edu'dan alınmıştır.
3. Lee A. Membran yapısı. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. Gupta GP. Bitki Hücre Biyolojisi. Discovery Yayınevi; 2004. books.google.
5. Heimburg T. Membranes-Giriş. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Biyolojik membranların yapısı için mevcut modelleri gözden geçirin. J Cell Biol.