De membraanvouwingstheorie stelt voor dat de organelmembranen voortkwamen uit de uitzetting en invaginatie van het plasmamembraan. J.D Robertson, een pionier op het gebied van elektronenmicroscopie, merkte in 1962 op dat verschillende intracellulaire lichamen een structuur bezaten die visueel identiek was aan het plasmamembraan..
Het idee van een structuur die cellen begrenst ontstond onmiddellijk nadat het concept van "cel" ontstond, waarvoor verschillende onderzoeken werden uitgevoerd om de kenmerken van die structuur op te helderen..
Artikel index
Het plasmamembraan is een structuur die wordt gevormd door een dubbele laag fosfolipiden die zo is georganiseerd dat de polaire groepen zijn gericht naar het cytosol en het extracellulaire medium, terwijl de apolaire groepen zijn georganiseerd naar het binnenste van het membraan..
De belangrijkste functie is het definiëren van cellen, zowel eukaryotisch als prokaryotisch, aangezien het het cytoplasma fysiek van de extracellulaire omgeving scheidt..
Ondanks zijn structurele functie is het algemeen bekend dat het membraan niet statisch is, maar eerder een elastische en dynamische barrière waar een groot aantal essentiële processen voor de cel plaatsvinden..
Sommige processen die plaatsvinden in het membraan zijn verankering van het cytoskelet, transport van moleculen, signalering en verbinding met andere cellen om weefsels te vormen. Daarnaast heeft een grote verscheidenheid aan organellen ook een membraan waarin andere processen van groot belang plaatsvinden..
Lang voordat Robertson in 1962 de theorie van membraanvouwing kwam voorstellen, werden eerst studies uitgevoerd om te bepalen hoe deze structuur eruit zag. Bij afwezigheid van de elektronenmicroscoop domineerden elektrofysiologische studies, waaronder:
Overton merkte op dat lipiden het celmembraan gemakkelijker passeren dan moleculen van een andere aard, daarom concludeerde hij dat het membraan voor het grootste deel uit lipiden moet bestaan..
J. Bernstein presenteerde zijn hypothese, die vermeldde dat de cellen bestonden uit een oplossing met vrije ionen begrensd door een dunne laag die ondoordringbaar is voor genoemde geladen moleculen..
Fricke mat het vermogen van het erytrocytenmembraan om ladingen op te slaan (capaciteit) en stelde vast dat deze waarde 0,81 µF / cm wastwee.
Later werd vastgesteld dat de membranen van andere celtypen vergelijkbare capaciteitswaarden hadden, daarom zou het membraan een unitaire structuur moeten zijn.
Gorter en Grendel maten het gebied van erytrocyten bij zoogdieren met behulp van een microscoop. Vervolgens haalden ze lipiden uit een bekend aantal van dit celtype en maten ze het gebied dat ze bezetten..
Het resultaat was een cel: membraanverhouding van 1: 2. Dit betekende dat het celmembraan een dubbele structuur had, waardoor de term "lipidedubbellaag" ontstond..
Studies vóór 1935 suggereerden de aanwezigheid van eiwitten in het membraan, dit bracht Danielli en Davson ertoe om het Sandwich-model of het Protein-Lipid-Protein-model voor te stellen..
Volgens dit model bestaat het plasmamembraan uit twee lagen fosfolipiden die worden aangetroffen tussen twee lagen eiwitten, die via elektrostatische interacties met het membraan zijn verbonden..
In 1959 verzamelde J. David Robertson, dankzij het verschijnen van elektronenmicroscopie, genoeg bewijs om de modellen voorgesteld door Gorter en Grendel (1925) en Danielli en Davson (1935) te bevestigen en aan te vullen, en stelde hij het "Unitary Membrane" -model voor..
Dit model behoudt het kenmerk van het door Danielli en Davson voorgestelde model van de lipidedubbellaag, met de variatie van de eiwitlaag die in dit geval asymmetrisch en discontinu is. .
De komst van elektronenmicroscopie gaf ons een vrij duidelijk idee over hoe het plasmamembraan werd gevormd.
Dit feit ging echter gepaard met de visualisatie van meerdere intracytoplasmatische membranen die intracellulaire compartimenten vormden, wat Robertson in 1962 ertoe bracht de "Membrane Folding Theory" voor te stellen..
De theorie van membraanvouwing bestaat erin dat het plasmamembraan zijn oppervlak vergrootte en invagineerde om de intracytoplasmatische membranen te doen ontstaan, deze membranen omringden moleculen die zich in het cytosol bevonden, en waren dus afkomstig van de organellen..
Volgens deze theorie zouden de nucleaire envelop, het endoplasmatisch reticulum, het Golgi-apparaat, lysosomen en vacuolen op deze manier kunnen zijn ontstaan..
De continuïteit die bestaat tussen het plasmamembraan en de eerste drie organellen die hierboven zijn genoemd, is bevestigd door elektronenmicroscopie-onderzoeken in verschillende celtypen..
Robertson stelde in zijn theorie echter ook dat vesiculaire organellen zoals lysosomen en vacuolen ook voortkwamen uit invaginaties die zich vervolgens van het membraan afscheiden..
Vanwege de kenmerken van de membraanvouwingstheorie wordt het beschouwd als een uitbreiding van het eenheidsmembraanmodel dat hij zelf in 1959 heeft voorgesteld.
De microfoto's van Robertson laten zien dat al deze membranen hetzelfde zijn en dat ze daarom een redelijk vergelijkbare samenstelling zouden moeten hebben..
Door de specialisatie van de organellen wordt de samenstelling van de membranen echter aanzienlijk gewijzigd, waardoor de gemeenschappelijke eigenschappen op biochemisch en moleculair niveau worden verminderd..
Op dezelfde manier wordt het feit dat de membranen als hoofdfunctie dienen als stabiele barrière voor waterige media gehandhaafd..
Dankzij alle tests die tussen 1895 en 1965 zijn uitgevoerd, met name de microscopie-onderzoeken die zijn uitgevoerd door J.D. Robertson, werd het belang van celmembranen benadrukt.
Vanaf het unitaire model begon de essentiële rol die het membraan speelt in de structuur en functie van cellen te worden benadrukt, tot het punt dat de studie van deze structuur wordt beschouwd als een fundamenteel probleem in de huidige biologie..
Met betrekking tot de bijdrage van membraanvouwingstheorie wordt dit momenteel echter niet geaccepteerd. In die tijd leidde het er echter toe dat meer experts in het gebied probeerden de oorsprong van niet alleen celmembranen op te helderen, maar ook de oorsprong van de eukaryote cel zelf, zoals Lynn Margulis deed in 1967 toen hij de endosymbiotische theorie naar voren bracht..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.