理論折りたたみ膜は、細胞小器官の膜が細胞膜の拡大と陥入に由来することを提案しています。電子顕微鏡のパイオニアであるJDロバートソンは、1962年にいくつかの細胞内体が原形質膜と視覚的に同一の構造を持っていると述べました。
「セル」の概念が生まれた直後に、セルを区切る構造のアイデアが生まれたので、この構造の特徴を解明するためにいくつかの研究が行われました。
原形質膜
原形質膜
原形質膜は、無極性基が膜の内部に向かって組織化されている間、極性基がサイトゾルと細胞外媒体に向かって配向されるように組織化されたリン脂質の二重層によって形成された構造です。
その主な機能は、細胞質を細胞外環境から物理的に分離するため、真核生物と原核生物の両方の細胞を定義することです。
その構造的機能にもかかわらず、膜は静的ではなく、細胞の多数の必須プロセスが発生する弾性および動的バリアであることがよく知られています。
膜で起こるいくつかのプロセスは、細胞骨格の固定、分子輸送、シグナル伝達、および組織を形成するための他の細胞との接続です。さらに、多種多様なオルガネラにも膜があり、その中で非常に重要な他のプロセスが発生します。
膜折りたたみ理論の背景
電気生理学的研究
1962年にロバートソンが膜折りたたみの理論を提案するずっと前に、この構造がどのように見えるかを決定するための研究が最初に行われました。電子顕微鏡がない場合、電気生理学的研究が優勢でしたが、その中で以下のものが際立っています。
1895
オーバートン氏は、脂質は別の性質の分子よりも細胞膜を容易に通過するため、膜は大部分が脂質で構成されていなければならないと推論した。
1902
J.バーンスタインは彼の仮説を発表しました。これは、細胞がこれらの荷電分子に対して不透過性の薄い層によって区切られた自由イオンを含む溶液で構成されていると述べました。
1923
フリッケは赤血球膜が電荷を蓄える能力（容量）を測定し、この値が0.81 µF / cm 2であることを確認しました。
後に、他の種類の細胞の膜も同様の静電容量値を持つことが判明したため、膜は単一構造である必要があります。
1925
ゴーターとグレンデルは、顕微鏡の助けを借りて哺乳類の赤血球の面積を測定しました。次に、この細胞型の既知の数から脂質を抽出し、それらが占める面積を測定しました。
結果として、1：2のセル：膜の比率が得られました。これは、細胞膜が二重構造であることを意味し、「脂質二重層」という用語が生まれました。
1935
1935年以前の研究では、膜にタンパク質が存在することが示唆されていたため、DanielliとDavsonがサンドイッチモデルまたはProtein-Lipid-Proteinモデルを提案しました。
このモデルによれば、原形質膜は、静電相互作用を介して膜に関連付けられているタンパク質の2つの層の間にある2層のリン脂質で構成されています。
電子顕微鏡検査
1959年、電子顕微鏡の登場により、J。デビッドロバートソンは、ゴーターとグレンデル（1925）とダニエリとダブソン（1935）によって提案されたモデルを確認および補完し、「単一膜」モデルを提案する十分な証拠を収集しました。
このモデルは、脂質二重層のダニエリとダブソンによって提案されたモデルの特性を保持しています。この場合、非対称で不連続なタンパク質層のバリエーションがあります。
膜折りたたみ理論とは何ですか？
電子顕微鏡の登場により、原形質膜がどのように形成されたかについて、かなり明確なアイデアを得ることができました。
しかし、この事実は、細胞内コンパートメントを形成する複数の細胞質内膜の可視化を伴い、1962年にRobertsonが「膜折りたたみの理論」を提案するようになりました。
膜の折りたたみの理論は、原形質膜がその表面を増大させ、陥入して細胞質内膜を生じさせることであり、これらの膜は細胞質ゾルにある分子を取り囲み、それによりオルガネラを発生させた。
この理論によれば、核膜、小胞体、ゴルジ体、リソソームおよび液胞はこのようにして生まれたのかもしれない。
原形質膜と上記の最初の3つのオルガネラの間に存在する連続性は、さまざまな種類の細胞での電子顕微鏡検査によって確認されています。
しかし、ロバートソンはまた、彼の理論において、リソソームや液胞などの小胞小器官も、後に膜から分離した陥入によって生じたものであるとも提案した。
膜折りたたみ理論の特性により、1959年に彼自身が提案した単位膜モデルの拡張と見なされます。
ロバートソンが撮影した顕微鏡写真は、これらの膜はすべて同じであり、したがって、かなり類似した構成を持っているはずであることを示しています。
しかし、オルガネラの特殊化は、膜の組成を大幅に変更し、生化学的および分子レベルでそれらが共通して持っている特性を低下させます。
同様に、膜がそれらの主な機能として有するという事実は、水性媒体に対する安定したバリアとして機能することであり、維持されます。
この理論の重要性
1895年から1965年の間に行われたすべてのテスト、特にJDロバートソンによって行われた顕微鏡検査のおかげで、細胞膜の重要性が強調されました。
その単一モデルから、細胞の構造と機能において膜が果たす重要な役割が強調され始め、この構造の研究は現在の生物学における基本的な問題と見なされています。
現在、膜の折りたたみ理論の貢献に関して、これは現在受け入れられていません。しかし、当時、Lynn Margulisが1967年に共生理論を提唱したように、細胞膜だけでなく真核細胞自体の起源も解明しようとする分野の専門家が増えました。
参考文献
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