Teoria de dobragem de membranas

A teoria do dobramento da membrana propõe que as membranas organelares se originaram da expansão e invaginação da membrana plasmática. JD Robertson, pioneiro na microscopia eletrônica, observou em 1962 que vários corpos intracelulares tinham uma estrutura visualmente idêntica à membrana plasmática.

A idéia de uma estrutura que delimita as células surgiu imediatamente após o surgimento do conceito de “célula”; portanto, vários estudos foram conduzidos para elucidar as características dessa estrutura.

Teoria de dobragem de membranas 1

Membrana plasmática

Membrana plasmática

A membrana plasmática é uma estrutura formada por uma dupla camada de fosfolipídios organizados de tal maneira que os grupos polares são orientados em direção ao citosol e ao meio extracelular, enquanto os grupos apolares são organizados em direção ao interior da membrana.

Sua principal função é definir as células, eucarióticas e procarióticas, uma vez que separa fisicamente o citoplasma do ambiente extracelular.

Apesar de sua função estrutural, é sabido que a membrana não é estática, mas é uma barreira elástica e dinâmica onde ocorre um grande número de processos indispensáveis ​​para a célula.

Alguns processos que ocorrem na membrana estão ancorando o citoesqueleto, transportando moléculas, sinalizando e se conectando com outras células para formar tecidos. Além disso, uma grande variedade de organelas também possui uma membrana na qual ocorrem outros processos de grande importância.

Fundamentos da teoria de dobragem de membranas

Estudos eletrofisiológicos

Muito antes de Robertson propor a teoria do dobramento de membranas em 1962, primeiro foram realizados estudos para determinar como era essa estrutura. Na ausência do microscópio eletrônico, predominaram os estudos eletrofisiológicos, dentre os quais:

1895

Overton observou que os lipídios atravessavam a membrana celular mais facilmente do que moléculas de outra natureza; portanto, ele deduziu que a membrana deveria ser composta principalmente de lipídios.

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1902

J. Bernstein apresentou sua hipótese, a qual mencionava que as células consistiam em uma solução com íons livres delimitados por uma fina camada impermeável às referidas moléculas carregadas.

1923

Fricke mediu a capacidade da membrana eritrocitária de armazenar cargas (capacitância), determinando que esse valor fosse de 0,81 µF / cm 2 .

Posteriormente, foi determinado que as membranas de outros tipos de células apresentavam valores de capacitância semelhantes, portanto, a membrana deveria ser uma estrutura unitária.

1925

Gorter e Grendel mediram a área de eritrócitos de mamíferos com a ajuda de um microscópio. Eles então extraíram lipídios de um número conhecido desse tipo de célula e mediram a área que ocupavam.

Eles obtiveram como resultado uma proporção de célula: membrana de 1: 2. Isso significava que a membrana celular era uma estrutura dupla, emergindo assim o termo “bicamada lipídica”.

1935

Estudos anteriores a 1935 sugeriram a presença de proteínas na membrana, o que levou Danielli e Davson a propor o modelo Sandwich ou o modelo Protein-Lipid-Protein.

De acordo com este modelo, a membrana plasmática consiste em duas camadas de fosfolipídios que estão entre duas camadas de proteínas, as quais são associadas à membrana por interações eletrostáticas.

Estudos de microscopia eletrônica

Em 1959, graças ao surgimento da microscopia eletrônica, J. David Robertson coletou evidências suficientes para confirmar e complementar os modelos propostos por Gorter e Grendel (1925) e Danielli e Davson (1935), e propor o modelo “Membrana unitária”.

Este modelo mantém a característica do modelo proposto por Danielli e Davson da bicamada lipídica, com a variação da camada de proteínas que, neste caso, é assimétrica e descontínua.

Qual é a teoria do dobramento da membrana?

A chegada da microscopia eletrônica nos permitiu ter uma idéia bastante clara sobre como a membrana plasmática foi formada.

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No entanto, esse fato foi acompanhado pela visualização de múltiplas membranas intracitoplasmáticas que formaram compartimentos intracelulares, o que levou Robertson em 1962 a propor a “Teoria do dobramento da membrana”.

A teoria do dobramento da membrana é que a membrana plasmática aumentou sua superfície e foi invadida para dar origem a membranas intracitoplasmáticas, essas membranas cercavam moléculas que estavam no citosol causando as organelas.

Segundo essa teoria, o envelope nuclear, o retículo endoplasmático , o aparelho de Golgi , os lisossomos e os vacúolos poderiam ter se originado dessa maneira.

A continuidade que existe entre a membrana plasmática e as três primeiras organelas mencionadas acima foi confirmada por estudos de microscopia eletrônica em diferentes tipos de células.

No entanto, Robertson também propôs em sua teoria que organelas vesiculares como lisossomos e vacúolos também se originavam de invaginações que posteriormente se separaram da membrana.

Devido às características da teoria de dobragem de membranas, é considerada uma extensão do modelo de membrana unitária que ele propôs em 1959.

As micrografias feitas por Robertson mostram que todas essas membranas são iguais e, portanto, devem ter uma composição bastante semelhante.

No entanto, a especialização das organelas modifica consideravelmente a composição das membranas, o que reduz as propriedades que elas têm em comum nos níveis bioquímico e molecular.

Da mesma forma, é mantido o fato de que as membranas têm a função principal de servir como barreira estável para o meio aquoso.

Importância desta teoria

Graças a todos os testes realizados entre 1895 e 1965, especialmente os estudos de microscopia realizados por JD Robertson, foi enfatizada a importância das membranas celulares.

A partir de seu modelo unitário, começou a ser destacado o papel essencial da membrana na estrutura e função das células, a ponto de o estudo dessa estrutura ser considerado uma questão fundamental na biologia atual.

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No entanto, com relação à contribuição da teoria de dobragem por membrana, ela não é atualmente aceita. No entanto, na época, surgiram mais especialistas na área que tentavam elucidar a origem não apenas das membranas celulares, mas também a origem da própria célula eucariótica , como Lynn Margulis fez em 1967 ao levantar a teoria endossimbiótica.

Referências

  1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, et al. Biologia Celular Molecular . Vol. 39, 8a ed; 2008
  2. Heuser JE. Em memória de J. David Robertson. Am Soc Cell Biol . 1995: 11-13. Retirado de heuserlab.wustl.edu.
  3. Estrutura da membrana de Lee A. Curr Biol . 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
  4. Gupta GP Biologia Celular . Editora Discovery; 2004. Extraído de books.google.
  5. Heimburg T. Membranes – Uma Introdução. Therm Biophys Membr . 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
  6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Revise os modelos atuais para a estrutura das membranas biológicas. J Cell Biol .

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