LÝ THUYẾT VỀ SỰ GẤP MÀNG - SINH HỌC - 2026

Các lý thuyết màng gấp đề xuất rằng các màng bào quan có nguồn gốc từ việc mở rộng và invagination của màng sinh chất. JD Robertson, nhà tiên phong trong lĩnh vực kính hiển vi điện tử, đã lưu ý vào năm 1962 rằng một số cơ thể nội bào sở hữu cấu trúc giống với màng sinh chất.

Ý tưởng về cấu trúc phân định các tế bào nảy sinh ngay sau khi khái niệm "tế bào" xuất hiện, vì vậy một số nghiên cứu đã được thực hiện để làm sáng tỏ các đặc điểm của cấu trúc này.

Màng plasma

Màng sinh chất

Màng sinh chất là một cấu trúc được hình thành bởi một lớp kép phospholipid được tổ chức theo cách mà các nhóm phân cực hướng về phía tế bào và môi trường ngoại bào, trong khi các nhóm cực được tổ chức về phía bên trong màng.

Chức năng chính của nó là xác định các tế bào, cả tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ, vì nó tách tế bào chất ra khỏi môi trường ngoại bào.

Mặc dù chức năng cấu trúc của nó, ai cũng biết rằng màng không phải là tĩnh, mà là một hàng rào đàn hồi và động, nơi xảy ra một số lượng lớn các quá trình thiết yếu cho tế bào.

Một số quá trình diễn ra trong màng là neo tế bào, vận chuyển phân tử, tín hiệu và kết nối với các tế bào khác để tạo thành mô. Ngoài ra, nhiều loại bào quan cũng có màng để diễn ra các quá trình quan trọng khác.

Cơ sở lý thuyết gấp màng

Nghiên cứu điện sinh lý

Rất lâu trước khi Robertson đưa ra lý thuyết về sự gấp màng vào năm 1962, các nghiên cứu đầu tiên đã được thực hiện để xác định cấu trúc này trông như thế nào. Khi không có kính hiển vi điện tử, các nghiên cứu điện sinh lý học chiếm ưu thế, trong đó nổi bật là các nghiên cứu sau:

1895

Overton lưu ý rằng lipid vượt qua màng tế bào dễ dàng hơn các phân tử có bản chất khác, do đó, ông suy ra rằng màng phải được cấu tạo, phần lớn, là lipid.

1902

J. Bernstein đã trình bày giả thuyết của mình, trong đó đề cập rằng các tế bào bao gồm một dung dịch với các ion tự do được giới hạn bởi một lớp mỏng không thấm các phân tử tích điện này.

1923

Fricke đo khả năng lưu trữ điện tích (điện dung) của màng hồng cầu, xác định rằng giá trị này là 0,81 µF / cm ² .

Sau đó, người ta xác định rằng màng của các loại tế bào khác có giá trị điện dung tương tự, do đó, màng phải là một cấu trúc đơn nhất.

1925

Gorter và Grendel đã đo diện tích hồng cầu của động vật có vú với sự trợ giúp của kính hiển vi. Sau đó, họ chiết xuất các chất béo từ một số lượng đã biết của loại tế bào này và đo diện tích chúng chiếm giữ.

Kết quả là họ thu được tỷ lệ tế bào: màng 1: 2. Điều này có nghĩa là màng tế bào là một cấu trúc kép, do đó tạo ra thuật ngữ “lớp kép lipid”.

1935

Các nghiên cứu trước năm 1935 cho thấy sự hiện diện của protein trong màng, điều này đã khiến Danielli và Davson đề xuất mô hình Sandwich hoặc mô hình Protein-Lipid-Protein.

Theo mô hình này, màng sinh chất bao gồm hai lớp phospholipid được tìm thấy giữa hai lớp protein, được liên kết với màng thông qua tương tác tĩnh điện.

Nghiên cứu kính hiển vi điện tử

Năm 1959, nhờ sự xuất hiện của kính hiển vi điện tử, J. David Robertson đã thu thập đầy đủ bằng chứng để xác nhận và bổ sung cho các mô hình do Gorter và Grendel (1925) và Danielli và Davson (1935) đề xuất, và đề xuất mô hình “Màng đơn nhất”.

Mô hình này giữ lại đặc điểm của mô hình do Danielli và Davson đề xuất về lớp lipid kép, với sự biến đổi của lớp protein, trong trường hợp này, là không đối xứng và không liên tục.

Thuyết gấp màng là gì?

Sự xuất hiện của kính hiển vi điện tử cho phép chúng ta có một ý tưởng khá rõ ràng về cách màng sinh chất được hình thành.

Tuy nhiên, thực tế này đi kèm với việc hình dung nhiều màng nội chất tạo thành các ngăn nội bào, điều này đã khiến Robertson vào năm 1962 đề xuất "Lý thuyết về sự gấp màng".

Lý thuyết về sự gấp màng là màng sinh chất tăng bề mặt của nó và bị xâm nhập để tạo ra màng nội chất, những màng này bao quanh các phân tử có trong tế bào, do đó tạo ra các bào quan.

Theo lý thuyết này, vỏ nhân, lưới nội chất, bộ máy Golgi, lysosome và không bào có thể bắt nguồn từ cách này.

Tính liên tục tồn tại giữa màng sinh chất và ba bào quan đầu tiên nói trên đã được xác nhận bởi các nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử trong các loại tế bào khác nhau.

Tuy nhiên, Robertson cũng đề xuất trong lý thuyết của mình rằng các bào quan dạng túi như lysosome và không bào cũng có nguồn gốc từ sự xâm nhập sau đó tách ra khỏi màng.

Do các đặc điểm của lý thuyết gấp màng, nó được coi là sự mở rộng của mô hình màng đơn vị mà chính ông đã đề xuất vào năm 1959.

Hình ảnh vi mô do Robertson chụp cho thấy tất cả các màng này đều giống nhau và do đó nên có thành phần khá giống nhau.

Tuy nhiên, sự chuyên biệt hóa của các bào quan làm thay đổi đáng kể thành phần của màng, làm giảm các đặc tính chung của chúng ở cấp độ sinh hóa và phân tử.

Tương tự, thực tế là các màng có chức năng chính là đóng vai trò là một rào cản ổn định cho môi trường nước được duy trì.

Tầm quan trọng của lý thuyết này

Nhờ tất cả các thử nghiệm được thực hiện từ năm 1895 đến năm 1965, đặc biệt là các nghiên cứu bằng kính hiển vi do JD Robertson thực hiện, tầm quan trọng của màng tế bào đã được nhấn mạnh.

Từ mô hình đơn nhất của nó, vai trò thiết yếu của màng đối với cấu trúc và chức năng của tế bào bắt đầu được nhấn mạnh, đến mức việc nghiên cứu cấu trúc này được coi là một vấn đề cơ bản trong sinh học hiện nay.

Hiện nay, đối với sự đóng góp của lý thuyết gấp màng, điều này hiện không được chấp nhận. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, càng có nhiều chuyên gia trong lĩnh vực này cố gắng làm sáng tỏ nguồn gốc không chỉ của màng tế bào, mà còn là nguồn gốc của chính tế bào nhân chuẩn, như Lynn Margulis đã làm vào năm 1967 khi nêu ra lý thuyết nội cộng sinh.

Người giới thiệu

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. Sinh học tế bào phân tử. Tập 39. Xuất bản lần thứ 8; Năm 2008.
2. Heuser JE. Trong bộ nhớ của J. David Robertson. Am Soc Cell Biol. 1995: 11-13. Lấy từ heuserlab.wustl.edu.
3. Lee A. Cấu trúc màng. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. Gupta GP. Sinh học tế bào thực vật. Nhà xuất bản Khám phá; 2004. Lấy từ books.google.
5. Heimburg T. Membranes-Giới thiệu. Therm Biophys Membr. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Xem xét các mô hình hiện tại về cấu trúc của màng sinh học. J Cell Biol.