- La membrana plasmàtica
- Antecedents de la teoria de l'plegament de membrana
- estudis electrofisiològics
- 1895
- 1902
- 1923
- 1925
- 1935
- Estudis de microscòpia electrònica
- De què tracta la teoria de l'plegament de membrana?
- Importància d'aquesta teoria
- referències
La teoria de l'plegament de membrana proposa que les membranes de les organel·les es van originar a partir de l'expansió i invaginació de la membrana plasmàtica. JD Robertson, pioner a microscòpia electrònica, va notar el 1962 que diversos cossos intracel·lulars posseïen una estructura visualment idèntica a la membrana plasmàtica.
La idea d'una estructura que delimita les cèl·lules sorgir immediatament després que sorgís el concepte de "cèl·lula", de manera que es van dur a terme diversos estudis per dilucidar les característiques d'aquesta estructura.
membrana plasmàtica
La membrana plasmàtica
La membrana plasmàtica és una estructura formada per una doble capa de fosfolípids organitzats de tal manera que els grups polars es troben orientats cap al citosol i el medi extracel·lular, mentre que els grups apolars s'organitzen cap a l'interior de la membrana.
La seva funció principal és definir les cèl·lules, tant eucariotes com procariotes, ja que separa físicament el citoplasma de l'medi extracel·lular.
Malgrat la seva funció estructural, se sap molt bé que la membrana no és estàtica, sinó que és una barrera elàstica i dinàmica on tenen lloc una gran quantitat de processos indispensables per a la cèl·lula.
Alguns processos que tenen lloc a la membrana són ancoratge de l'citoesquelet, transport de molècules, senyalització i connexió amb altres cèl·lules per formar teixits. A més, una gran varietat de organel·les posseeixen també membrana en la qual ocorren altres processos de gran importància.
Antecedents de la teoria de l'plegament de membrana
estudis electrofisiològics
Molt abans que Robertson arribés a proposar la teoria de l'plegament de membrana en 1962, es van realitzar primer estudis per determinar com era aquesta estructura. Davant l'absència de l'microscopi electrònic van predominar els estudis electrofisiològics, entre els quals destaquen:
1895
Overton va notar que els lípids travessaven la membrana cel·lular amb més facilitat que molècules d'una altra naturalesa, per tant, va inferir que la membrana havia d'estar composta, majoritàriament, per lípids.
1902
J. Bernstein va presentar la seva hipòtesi, la qual esmentava que les cèl·lules consistien en una solució amb ions lliures delimitada per una capa prima impermeable a aquestes molècules carregades.
1923
Fricke va mesurar la capacitat de la membrana dels eritròcits per emmagatzemar càrregues (capacitància), determinant que aquest valor era 0.81 μF / cm 2.
Posteriorment es va determinar que les membranes d'altres tipus de cèl·lules presentaven valors de capacitància similars, per tant, la membrana hauria de ser una estructura unitària.
1925
Gorter i Grendel van mesurar l'àrea d'eritròcits de mamífers amb l'ajuda d'un microscopi. Després van extreure els lípids d'un nombre conegut d'aquest tipus cel·lular i van mesurar l'àrea que aquests ocupaven.
Van obtenir com a resultat una relació 1: 2 cèl·lula: membrana. Això volia dir que la membrana cel·lular es tractava d'una estructura doble, sorgint així el terme de "bicapa lipídica".
1935
Estudis previs a 1935 van suggerir la presència de proteïnes en la membrana, això va portar a Danielli i Davson a proposar el model Sandvitx o model Proteïna-Lípid-Proteïna.
Segons aquest model, la membrana plasmàtica consisteix en dues capes de fosfolípids que es troben entre dues capes de proteïnes, les quals estan associades amb la membrana mitjançant interaccions electrostàtiques.
Estudis de microscòpia electrònica
El 1959 gràcies a l'aparició de la microscòpia electrònica, J. David Robertson va recol·lectar evidència suficient per confirmar i complementar els models proposats per Gorter i Grendel (1925) i Danielli i Davson (1935), i plantejar el model de "Membrana Unitària".
Aquest model reté la característica d'el model proposat per Danielli i Davson de la bicapa lipídica, amb la variació de la capa de proteïnes que, en aquest cas, és asimètrica i discontínua.
De què tracta la teoria de l'plegament de membrana?
L'arribada de la microscòpia electrònica va permetre tenir una idea bastant clara sobre com estava formada la membrana plasmàtica.
No obstant això, aquest fet va venir acompanyat per la visualització de múltiples membranes intracitoplasmàtics que formaven compartiments intracel·lulars, el que va conduir a Robertson el 1962 a proposar la "Teoria de l'plegament de membrana".
La teoria de l'plegament de membrana consisteix en què la membrana plasmàtica va augmentar la seva superfície i es invaginó per donar lloc a les membranes intracitoplasmàtics, aquestes membranes van envoltar molècules que es trobaven en el citosol originant així les organel·les.
Segons aquesta teoria, l'embolcall nuclear, el reticle endoplasmàtic, l'aparell de Golgi, lisosomes i vacúols podrien haver-se originat d'aquesta forma.
La continuïtat que existeix entre la membrana plasmàtica amb les tres primeres organel·les esmentades anteriorment s'ha confirmat mitjançant estudis de microscòpia electrònica en diferents tipus cel·lulars.
No obstant això, Robertson també va proposar en la seva teoria que les organel·les vesiculars com els lisosomes i vacúols es van originar també mitjançant invaginacions que posteriorment es van separar de la membrana.
A causa de les característiques de la teoria de l'plegament de la membrana, aquesta es considera com una extensió de el model de la membrana unitària que ell mateix va proposar el 1959.
Les micrografies preses per Robertson mostren que totes aquestes membranes són iguals i per tant haurien de tenir una composició bastant similar.
No obstant això, l'especialització de les organel·les modifica considerablement la composició de les membranes, la qual cosa redueix les propietats que tenen en comú a nivell bioquímic i molecular.
De la mateixa manera, es manté el fet que les membranes tenen com a principal funció servir de barrera estable per als mitjans aquosos.
Importància d'aquesta teoria
Gràcies a totes les proves realitzades entre 1895 i 1965, especialment als estudis de microscòpia realitzats per JD Robertson, es va emfatitzar la importància de les membranes cel·lulars.
A partir del seu model unitari es va començar a destacar el paper essencial que juga la membrana en l'estructura i funció de les cèl·lules, fins al punt que l'estudi d'aquesta estructura es considera un tema fonamental en la biologia actual.
Ara bé, pel que fa a l'aportació de teoria de l'plegament de membrana, aquesta no té acceptació actualment. No obstant això, en el seu moment va donar peu a que més experts en l'àrea intentessin dilucidar l'origen no només de les membranes cel·lulars, sinó també l'origen de la cèl·lula eucariota en si, com ho va fer Lynn Margulis el 1967 a l'plantejar la teoria endosimbiòtica.
referències
- Lodish et H, Berk A, Kaiser C, et al. Molecular Cell Biology. Vol 39. 8th ed.; 2008.
- Heuser JE. In Memory of J. David Robertson. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Pres de heuserlab.wustl.edu.
- Llegeix A. Membrane structure. Curr Biol. 2001, 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
- Gupta GP. Plant Cell Biology. Discovery Publishing House; 2004. Pres de books.google.
- Heimburg T. Membranes-Una introducció. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
- Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Review current models for the structure of biological membranes. J Cell Biol.