Charakterystyka i skład aksonów

On akson Jest to wewnętrzna cytoszkieletowa struktura rzęsek i plaż oparta na mikrotubulach, co daje im ruch. Jego struktura składa się z błony plazmatycznej otaczającej parę środkowych mikrotubul i dziewięć par mikrotubul obwodowych.

Aksonema znajduje się poza komórką i kotwica w niej za pomocą ciała podstawowego. Ma średnicę 0,2 μm, a jej długość może wahać się od 5-10 μm w rzęskach do kilku mm w plagi niektórych gatunków, chociaż ogólnie mierzą one 50-150 μm.

Elektroniczny obraz mikroskopu transmisji. Przecięte przez aksonę izolowane z chlamydomonas sp. Zrobione i zredagowane z: Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College [Public Domena].

Struktura aksonów rzęsek i wici jest wysoce konserwatywna we wszystkich organizmach eukariotycznych, z mikroalg Chlamydomonas do plagi ludzkiej nasienia.

[TOC]

Charakterystyka

Aksonemy zdecydowanej większości rzęsek i plag mają konfigurację znaną jako „9+2”, to znaczy dziewięć par mikrotubul obwodowych otaczających pary centralną.

Mikrotubule każdej pary są różne rozmiar i skład, z wyjątkiem centralnego momentu obrotowego, który przedstawia oba podobne mikrotubule. Te kanaliki są stabilnymi strukturami zdolnymi do oporu pęknięć.

Mikrotubule przedstawiają polaryzację i wszystkie mają ten sam układ, z ich „+” końcem w kierunku wierzchołka i końca ”-„ położone zasadniczo.

Struktura i skład

Jak już wskazaliśmy, struktura aksonów jest typu 9+2. Mikrotubule to długie cylindryczne struktury, utworzone przez protofilamenty. Protofilamenty z kolei są składane przez podjednostki białkowe zwane alfa tubuliną i tubuliną beta.

Każdy protofilament ma jednostkę alfa tubulin na jednym końcu, podczas gdy drugi koniec ma biulu beta. Koniec z terminalem beta tubulina nazywa się „+”, drugim końcem byłby koniec „-”. Wszystkie protofilamenty tej samej mikrotubule są zorientowane z tą samą polaryzacją.

Może ci służyć: makrofagi: charakterystyka, formacja, typy, funkcje

Mikrotubule zawierają, oprócz tubul, białka zwane białkami związanymi z mikrotubulami (MAP). Z każdej pary mikrotubuli obwodowych najmniejszy rozmiar (mikrotubula A) składa się z 13 protofilamentów.

Microtubulum B ma tylko 10 protofilamentów, ale jest większy niż mikrotubule do. Centralny moment obrotowy mikrotubul ma ten sam rozmiar, a każdy z nich składa się z 13 protofilamentów.

Ten centralny moment obrotowy mikrotubul jest zablokowany przez centralną osłonę, o naturze białkowej, która połączy się z mikrotubulami z urządzeniami peryferyjnymi za pomocą promieni promieniowych. Ze swojej strony mikrotubule A i B każdej pary wiążą się ze sobą przez białko zwane nexina.

Mikrotubul również części pary ramion utworzonych przez białko zwane dineina. To białko jest odpowiedzialne za wykorzystanie energii dostępnej w ATP w celu osiągnięcia ruchu rzęsek i plag.

Zewnętrznie aksonema jest pokryta błoną rzęskową lub flagowej, która ma tę samą strukturę i skład błony plazmatycznej komórki.

Uproszczona reprezentacja przekroju aksonów. Zrobione i zredagowane z: Aaronm w angielskiej Wikipedii [domena publiczna].

Wyjątki od modelu aksonem „9+2”

Chociaż skład „9+2” aksonema jest wysoce zachowany w większości komórek eukariotycznych o rzęskach i/lub flagelarnych, istnieją pewne wyjątki od tego modelu.

W nasieniu niektórych gatunków utracono centralny moment obrotowy mikrotubul, co daje konfigurację „9+0”. Ruch flagowe w tych nasienia nie wydaje się znacznie różnić od obserwowanego w aksonach z normalną konfiguracją, więc uważa się, że mikrotubule te nie mają ważnego udziału w ruchu.

Może ci służyć: profase

Ten model aksonów zaobserwowano w nasieniu gatunków takich jak ryby Lycondontis i płci Anélidos Myzostomum.

Kolejną konfiguracją obserwowaną w aksonach jest konfiguracja „9+1”. W takim przypadku istnieje pojedyncza środkowa mikrotubula, zamiast pary. W takich przypadkach mikrotubula środkowa jest szeroko modyfikowana, przedstawiając kilka koncentrycznych ścian.

Ten model aksonów zaobserwowano w męskich gametach niektórych gatunków płaskich robaków. Jednak u tych gatunków ten model aksonów nie jest powtarzany w innych komórkach rzęskowych lub wiciowych organizmów.

Mechanizm ruchu aksonów

Badania ruchu wici wykazały, że ich zgięcie występuje bez skurczu lub skrócenia mikrotubul aksonów. Z tego powodu cytolog Peter Satir zaproponował model ruchu flagelarnego w oparciu o przesunięcie mikrotubul.

Zgodnie z tym modelem ruch osiąga się dzięki przemieszczeniu mikrotubuli każdej pary na ich partnerze. Ten model jest podobny do osuwiska łańcuchów miozyny na aktynie podczas skurczu mięśni. Ruch występuje w obecności ATP.

Ramiona Dinein są zakotwiczone w mikrotubule A każdej pary, z końcami skierowanymi w kierunku mikrotubulum B. Na początku ruchu ramiona Dinein przylegają do miejsca wiązania w mikrotubule B. Następnie następuje zmiana konfiguracji diein, która napędza mikrotubulum B.

Nexin utrzymuje oba mikrotubule blisko siebie. Następnie ramiona z obrotu są oddzielone od mikrotubuli B. Następnie dołączy ponownie, aby powtórzyć proces. Ten poślizg występuje naprzemiennie między jedną stroną a drugą aksonem.

To przemieszczenie naprzemiennie z jednej strony i jedna z aksonów powoduje, że rzęs lub plaga podwoi się najpierw z boku, a następnie na przeciwną stronę. Zaletą modelu ruchu flagelarnego Satira jest to, że wyjaśniłby ruch dodatku, niezależnie od konfiguracji aksonów mikrotubul aksonów.

Może ci służyć: kalmodulina: struktura, funkcje i mechanizm działania

Choroby związane z aksonami

Istnieje kilka mutacji genetycznych, które mogą powodować nieprawidłowy rozwój aksonów. Te nieprawidłowości mogą być między innymi brak jednego z ramion diein, albo wewnętrznych lub zewnętrznych, środkowych mikrotubul lub promieniowych promieni.

W takich przypadkach opracowano zespół zwany zespół Kartagenera, w którym osoby cierpiące na niego są niepłodne, ponieważ nasienie nie są w stanie się poruszać.

Ci pacjenci rozwijają się również wnętrzności w pozycji odwróconej w stosunku do normalnej pozycji; Na przykład serce znajdujące się po prawej stronie ciała i wątroby po lewej stronie. Ten warunek jest znany jako Situs Investus.

Jest również podatny na osoby cierpiące z powodu zespołu Kartagenera, aby cierpieć infekcje oddechowe i zatokowe.

Inną chorobą związaną z nieprawidłowym rozwojem aksonów jest policystyczny choroba nerek. W tym w nerkach opracowuje się wiele torbieli, które ostatecznie niszczą nerki. Taka choroba jest spowodowana mutacją w genach kodujących białka zwane polistynami.

Bibliografia

1. M. Porter & w. Sprzedaż (2000). Aksonem 9 + 2 zakotwicza wiele dyneinów wewnętrznych ramion oraz sieć kinaz i phahatataz, które kontrolują ruchliwość. The Journal of Cell Biology.
2. Akson. W Wikipedii. Odzyskane z.Wikipedia.org.
3. G. Karp (2008). Biologia komórkowa i molekularna. Koncepcje i eksperymenty. 5^th Wydanie. John Wiley & Sons, Inc.
4. S.L. Wolfe (1977). Komórka biologiczna. Omega Editions, S.DO.
5. T. Ishikawa (2017). Struktura aksonu z ruchu rzęsek. Perspektywy Cold Spring Harbor w biologii.
6. R.W. Linck, h. Chemes i D.F. Albertini (2016). Akson: napędowy silnik plemników i rzęsek oraz powiązane ciliopatie prowadzące do ostatecznego. Journal of Assisted Reprodukcja i genetyka.
7. S. Resino (2013). Cytoszkielet: mikrotubule, rzęski i wici. Pobrano z epidemiologii.com