Kemiotaksija

Kemotaksija v bakterijah

Kaj je kemotoksis?

Kemotaksija je opredeljena kot orientacija ali gibanje organizma ali mobilne celice kot odgovor na prisotnost nekaterih kemičnih snovi v okolju okoli njega. Gibanje je lahko proti izvoru kemičnega dražljaja ali proti njemu, to je, da se oddaljuje od tega.

"Kemiotaxis" je sestavljen izraz: Taksiji definira gibanje organizma ali celice kot odgovor na nekatere vrste dražljajev (svetloba, temperatura, predmeti, kemične spojine) in Kemio Se nanaša na kemikalijo, ki ima kot take posebne značilnosti in lastnosti.

V naravi lahko rečemo, da imajo vsi mobilni organizmi in celice, ki imajo prosto gibanje zmogljivosti, nekatere vrste kemotaktičnega gibanja (s kemiotaksijo), in ta gibanja so bila zelo raziskana, zlasti v enoceličnih, prokariotskih in evkariontskih organizmih.

Prva opažanja kemiotaksije v prokariotih so bila na primer izvedena v bakterijah konec 19. stoletja, ko je skupina biologov (vključno z Engelmannom in Pfefferjem) odkrila gibanje bakterij v smeri kisika, do določenih mineralnih elementov in Različna hranila organska.

Privlačne in odbojne molekule

Kot gibanje se lahko pojavi kemotaksija ali gibanje celic ali organizmov glede na kemični dražljaj proti Vir dražljaja oz proti od tega (odmikanje), odvisno od kemijskih značilnosti in določenih lastnosti dražljajev.

Tako so različni avtorji opredelili dve vrsti snovi, privlačna in repelenti To, kot je mogoče razumeti v vašem imenu, povzročajo pozitiven ali negativen kemotaktični odziv.

Vendar je treba reči, da gibanje proti tudi proti privlačnega ali odbojnega je glede na vrsto celice, saj je to, kar je na primer za nekatere mikroorganizme ali celice telesa živali repelent, za druge je lahko privlačno in obratno.

Prav tako je na splošno ugotovljeno, da je gibanje sorazmerno s kemičnim gradientom snovi, ki delujejo kot "vir dražljaja".

Kemotaktično gibanje

Obe celici, ki sta del živalskih, rastlinskih in glivičnih tkiv in organov, ter tiste, ki sestavljajo populacije različnih vrst enoceličnih organizmov, evkariotov in prokariotov, sta trajno cenzor Okolje, ki jih obdaja.

Lahko vam služi: salmonella-shigella agar

To popis Omogoča jim, zlasti enocelične organizme, ki opredeljujejo možne vire hrane ali potencialne nevarnosti in se odzivajo na te specifične dražljaje: eden najpogostejših odzivov je gibanje, tako da se te celice približajo ali se oddaljujejo od izvora vira iz vira dražljaj z nekaj hitrosti, odvisno od primera.

Ne glede na vrsto celice ali kaj je vrsta zadevnega kemičnega dražljaja, so vsi kemotaktični odzivi odvisni od sistema za ligand, sprejemnik in v večini primerov kemični sel zunaj odgovora.

Receptorji so znani kot Chemiorreceptors, Specializirani so za dojemanje majhnih koncentracij nekaterih kemičnih molekul, ki delujejo kot Ligandi, in znotrajcelični glasniki se razlikujejo od ene celice v drugo.

Kemiotaksija v evkariotih

V vseh evkariontskih celicah, vključno z enoceličnimi evkariotskimi organizmi, je gibanje proti kateri koli vrsti dražljaja odvisno od vrste široko razširjenih mehanizmov, ki so povezani z regulacijo komponent citoskeleta.

Citoskelet je zapletena znotrajcelična mreža, ki sodeluje pri medcelični komunikaciji, gibanju znotrajceličnega organela in veziklov itd., in to je sestavljeno iz treh vrst nitk, znanih kot mikrofilamente, mikrotubule in vmesne nitke.

Živalska evkariontska celica

Mikrofilamente tvorijo protein, imenovan aktin, mikrotubule so tubulinski polimeri in vmesne filamente predstavljajo bolj heterogeno skupino, ki jo tvorijo različne vrste različnih beljakovin.

Tako je polimerizacija in depolimerizacija elementov, ki sestavljajo citoskeleton.

Ti polimerizacijski in depolimerizacijski pojavi so gensko nadzorovani, saj so določeni določeni pogoji za izražanje encimov, ki nadzorujejo te procese po sprejemu kemičnega dražljaja.

Vam lahko služi: fototrofos

Ti pojavi so odvisni, zlasti na seriji encimov, bolj znanih kot kinaze ali beljakovine kinaze: serin kinaze, vrvež ali tirozin.

Funkcije kemotoksisov v večceličnih evkariotih

Kemotaktična gibanja v večceličnih organizmih so ključnega pomena za doseganje razvoja in za pravilno delovanje telesa.

Pravzaprav med razvojem nekaterih patologij, kot je rak (pri živalih z vretenčarji), je prekinitev ali okvara mehanizmov, ki nadzorujejo kemotaktični odziv, ki vodi do metastaz, ki je odvajanje tumorskih celic in njena porazdelitev na različne dele telesa.

Po drugi strani so številne funkcije imunskega sistema odvisne od nekaterih telesnih celic, ki proizvajajo "kemotaktične" molekule, imenovane citokini in kemocini, ki privabljajo mobilne celice, na primer T celice, do sebe, da izvajajo neko posebno funkcijo.

Kemotaksija v prokariotih

Bakterije in loki, kot sta dve reprezentativni skupini prokariotskih organizmov, predstavljajo tudi kemotaktična gibanja in so v resnici med najbolj raziskanimi naravi.

Gibanje flagela v polarnih flageliranih bakterijah. Vir: Brudersohn, CC BY-SA 2.0, prek Wikimedia Commons

Bakterije imajo nabor regulativnih beljakovin, ki usmerjajo in nadzorujejo gibanje celic, ki se pojavlja proti različnim okoljskim pogojem, in kontrolni mehanizem teh gibov je neodvisen od prisotnosti flagela ali cilije na celični površini ali ali se gibanje zgodi z drsenjem.

Ta sistem sodeluje pri nadzoru gibanja proti različnim vrstam kemičnih dražljajev, bodisi pred hranili, kot so peptidi, sladkorji ali aminokisline, ali pred precej negativnimi dražljaji, kot je prisotnost strupenih ali kislih snovi.

Pomembno je omeniti, da isti niz regulativnih beljakovin sodeluje pri nadzoru gibanja kot odziv na koncentracije kisika (aerotaksija), temperaturo (termotaksija), osmotski tlak (osmotaksija) in svetlobo (fototaksija), kar lahko sklepamo njegov pomen.

Da bi dosegli gibanje kot odgovor na prisotnost definirane kemijske spojine, bakterije sprožijo vrsto molekulskih procesov, povezanih med seboj, primerljive s "pomnilnikom" in "učenjem", ki označuje motorje senzorične sisteme in regulacijski nevron v "višji" organizmi.

Vam lahko služi: gram madeža

Fosfotransferaza s histidin-partnerjem

V bakterijah so najpogostejše senzorične poti tiste, ki pripadajo histidinsko-partate sistemu fosfotransferaza, ki ima vsaj dve komponenti: dimični kinazni histidinski protein in regulator odziva.

Opisanih je približno 600 teh sistemov, nekatere vrste.

Funkcije kemotaksije v bakterijah

Čeprav se kemotoksiji morda zdijo spontani proces odziva na kemični dražljaj, je pri bakterijah običajno del različnih in zapletenih znotrajceličnih znakov, ki imajo pomembne posledice v:

• The patogenost, Ker je kemotoksis bistvenega pomena za številne patogene vrste, da kolonizirajo in napadjo svoje gostitelje, ki jim uspejo cenzurirati spremembe pH, koncentracije hranil, koncentracijo kisika, osmolarnost itd. Skozi kemotaksijo jih lahko usmerimo proti določenim mestom svojih gostiteljev, kjer se lahko razmnožujejo.
• Ustanovitev simbiotske povezave, Ker je zelo verjetno, da nekatere bakterije iz zeme.
• Tvorba Biofilmi (Velike površine "povezanih" bakterij med seboj prek mreže polisaharidov), ki zahtevajo popis in gibanje bakterij v skupno regijo, med drugim usmerjene z mehanizmi, povezanimi s kemično komunikacijo.

Reference

1. Adler, J. (1966). Kemotaksija v bakterijah. Science, 153 (3737), 708–716.
2. Keller, e. F., & Segel, L. Do. (1971). Model za kemotaksijo. Časopis za teoretično biologijo, 30 (2), 225-234.
3. Mukherjee, a., & Sadler, str. J. Wiley Enciklopedija kemijske biologije. 2008. Kovine v medicini: uvodni pregled. v tisku.
4. Zaloga, j. B., & Baker, m. D. (2009). Kemotaksija. V enciklopediji mikrobiologije (pp. 71-78). Elsevier Inc.
5. Wadhams, g. H., & Armitage, J. Str. (2004). Vse skupaj smiselno: bakterijska kemotaksiza. Nature pregleduje molekulsko celično biologijo, 5 (12), 1024-1037.