TEORI PELIPATAN MEMBRAN - BIOLOGI - 2025

The teori membran lipat mengusulkan bahwa membran organel berasal dari ekspansi dan invaginasi dari membran plasma. JD Robertson, pelopor dalam mikroskop elektron, mencatat pada tahun 1962 bahwa beberapa badan intraseluler memiliki struktur yang secara visual identik dengan membran plasma.

Gagasan tentang struktur yang membatasi sel muncul segera setelah konsep "sel" muncul, sehingga beberapa penelitian dilakukan untuk menjelaskan karakteristik struktur ini.

Membran plasma

Membran plasma

Membran plasma adalah suatu struktur yang dibentuk oleh lapisan ganda fosfolipid yang disusun sedemikian rupa sehingga gugus polar diorientasikan ke arah sitosol dan media ekstraseluler, sedangkan gugus apolar diatur ke arah bagian dalam membran.

Fungsi utamanya adalah untuk menentukan sel, baik eukariotik maupun prokariotik, karena secara fisik memisahkan sitoplasma dari lingkungan ekstraseluler.

Terlepas dari fungsi strukturalnya, telah diketahui dengan baik bahwa membran tidak statis, tetapi lebih merupakan penghalang elastis dan dinamis di mana sejumlah besar proses penting untuk sel terjadi.

Beberapa proses yang berlangsung di dalam membran adalah penahan sitoskeletal, pengangkutan molekul, pensinyalan, dan koneksi dengan sel lain untuk membentuk jaringan. Selain itu, berbagai macam organel juga memiliki membran di mana proses lain yang sangat penting terjadi.

Latar belakang teori pelipatan membran

Studi elektrofisiologi

Jauh sebelum Robertson mengajukan teori pelipatan membran pada tahun 1962, penelitian pertama kali dilakukan untuk menentukan seperti apa struktur ini. Dengan tidak adanya mikroskop elektron, studi elektrofisiologi didominasi, di antaranya yang menonjol:

1895

Overton mencatat bahwa lipid melewati membran sel lebih mudah daripada molekul dari alam lain, oleh karena itu, dia menyimpulkan bahwa membran harus terdiri dari sebagian besar lipid.

1902

J. Bernstein mempresentasikan hipotesisnya, yang menyebutkan bahwa sel terdiri dari larutan dengan ion bebas yang dibatasi oleh lapisan tipis yang tidak dapat ditembus oleh molekul bermuatan ini.

1923

Fricke mengukur kemampuan membran eritrosit untuk menyimpan muatan (kapasitansi), menentukan bahwa nilainya adalah 0,81 µF / cm ² .

Kemudian ditentukan bahwa membran jenis sel lain memiliki nilai kapasitansi yang sama, oleh karena itu membran harus berstruktur kesatuan.

1925

Gorter dan Grendel mengukur luas eritrosit mamalia dengan bantuan mikroskop. Mereka kemudian mengekstraksi lipid dari jumlah yang diketahui dari jenis sel ini dan mengukur area yang mereka tempati.

Hasilnya, mereka memperoleh rasio sel: membran 1: 2. Artinya membran sel berstruktur ganda, sehingga memunculkan istilah “lipid bilayer”.

1935

Studi sebelum tahun 1935 menyarankan adanya protein dalam membran, hal ini membuat Danielli dan Davson mengusulkan model Sandwich atau model Protein-Lipid-Protein.

Menurut model ini, membran plasma terdiri dari dua lapisan fosfolipid yang ditemukan di antara dua lapisan protein, yang berhubungan dengan membran melalui interaksi elektrostatis.

Studi mikroskop elektron

Pada tahun 1959, berkat munculnya mikroskop elektron, J. David Robertson mengumpulkan bukti yang cukup untuk mengkonfirmasi dan melengkapi model yang diusulkan oleh Gorter dan Grendel (1925) dan Danielli dan Davson (1935), dan untuk mengusulkan model "Membran Kesatuan".

Model ini mempertahankan karakteristik model yang diusulkan oleh Danielli dan Davson dari lapisan ganda lipid, dengan variasi lapisan protein yang, dalam hal ini, asimetris dan terputus-putus.

Tentang apakah teori pelipatan membran?

Kedatangan mikroskop elektron memungkinkan kami memiliki gagasan yang cukup jelas tentang bagaimana membran plasma terbentuk.

Namun, fakta ini disertai dengan visualisasi beberapa membran intrasitoplasma yang membentuk kompartemen intraseluler, yang membuat Robertson pada tahun 1962 mengajukan "Teori pelipatan membran".

Teori pelipatan membran adalah bahwa membran plasma meningkatkan permukaannya dan diinvaginasi sehingga menimbulkan membran intrasitoplasma, membran ini mengelilingi molekul yang berada di dalam sitosol, sehingga organel berasal.

Menurut teori ini, selubung inti, retikulum endoplasma, aparatus Golgi, lisosom, dan vakuola dapat berasal dari cara ini.

Kontinuitas yang ada antara membran plasma dan tiga organel pertama yang disebutkan di atas telah dikonfirmasi oleh studi mikroskop elektron pada jenis sel yang berbeda.

Namun, Robertson juga mengemukakan dalam teorinya bahwa organel vesikuler seperti lisosom dan vakuola juga berasal dari invaginasi yang kemudian dipisahkan dari membran.

Karena karakteristik teori pelipatan membran, ini dianggap sebagai perpanjangan dari model membran unit yang ia usulkan sendiri pada tahun 1959.

Mikrograf yang diambil oleh Robertson menunjukkan bahwa semua membran ini sama dan karenanya harus memiliki komposisi yang cukup mirip.

Namun, spesialisasi organel sangat mengubah komposisi membran, yang mengurangi sifat yang sama pada tingkat biokimia dan molekuler.

Demikian pula, fakta bahwa membran memiliki fungsi utamanya adalah sebagai penahan yang stabil untuk media air tetap dipertahankan.

Pentingnya teori ini

Berkat semua pengujian yang dilakukan antara tahun 1895 dan 1965, terutama studi mikroskopis yang dilakukan oleh JD Robertson, pentingnya membran sel ditekankan.

Dari model kesatuannya, peran penting yang dimainkan membran dalam struktur dan fungsi sel mulai disorot, sedemikian rupa sehingga studi tentang struktur ini dianggap sebagai masalah mendasar dalam biologi saat ini.

Sekarang, sehubungan dengan kontribusi teori pelipatan membran, hal ini saat ini tidak diterima. Namun, pada saat itu, semakin banyak ahli di bidang yang mencoba menjelaskan asal-usul tidak hanya dari membran sel, tetapi juga asal-usul sel eukariotik itu sendiri, seperti yang dilakukan Lynn Margulis pada tahun 1967 ketika mengangkat teori endosimbiotik.

Referensi

1. Lodish H, Berk A, Kaiser C, dkk. Biologi Sel Molekuler. Vol 39. edisi ke-8; 2008.
2. Heuser JE. Dalam Mengenang J. David Robertson. Am Soc Sel Biol. 1995: 11-13. Diambil dari heuserlab.wustl.edu.
3. Lee A. Struktur membran. Curr Biol. 2001; 11 (20): R811-R814. doi: 10.1083 / jcb.91.3.189s.
4. Gupta GP. Biologi Sel Tumbuhan. Discovery Publishing House; 2004. Diambil dari books.google.
5. Heimburg T. Membranes-An Pendahuluan. Membr Biofis Therm. 2007; (2001): 1-13. doi: 10.1002 / 9783527611591.ch1.
6. Stoeckenius W, Stoeckenius W, Engelman DM, Engelman DM. Tinjau model terkini untuk struktur membran biologis. J Sel Berbagai.