Chemiotaksja

Chemotaksja w bakteriach

Co to jest chemotoxis?

Chemotaksja jest definiowana jako orientacja lub ruch organizmu lub komórki mobilnej w odpowiedzi na obecność niektórych substancji chemicznych w otaczającym go środowisku. Ruch może znajdować się w kierunku źródła bodźca chemicznego lub przeciwko niemu, to znaczy odejście od tego.

„Chemiotaksja” jest terminem złożonym: Taksówki definiuje ruch organizmu lub komórki w odpowiedzi na niektóre rodzaje bodźców (światło, temperatura, obiekty, związki chemiczne) i Chemio Odnosi się do substancji chemicznej, która jako taka ma szczególne cechy i właściwości.

W naturze można powiedzieć, że wszystkie mobilne organizmy i komórki mające pojemność swobodnego ruchu wykazują pewien rodzaj ruchu chemotaktycznego (przez chemiotaksję), a ruchy te były bardzo zbadane szczególnie w organizmach jednokomórkowych, prokariotycznych i eukariotycznych.

Pierwsze obserwacje chemiotaksji u prokariotów, na przykład, przeprowadzono w bakteriach pod koniec XIX wieku, kiedy grupa biologów (w tym Engelmann i Pfeffer) odkryła ruch bakterii w kierunku tlenu, do niektórych elementów mineralnych i elementów mineralnych i różne składniki odżywcze organiczne.

Atrakcyjne i odstraszające cząsteczki

Chemotaksja lub ruch komórek lub organizmów w odniesieniu do bodźca chemicznego może wystąpić jako ruch w kierunku Źródło bodźca lub przeciwko z tego (odejścia), w zależności od właściwości chemicznych i niektórych właściwości bodźca.

Zatem różni autorzy zdefiniowali dwa rodzaje substancji, atrakcyjny i repelenty że, jak można zrozumieć na twoim imieniu, powodują odpowiednio pozytywną lub negatywną odpowiedź chemotaktyczną.

Należy jednak powiedzieć, że ruch w kierunku albo przeciwko atrakcyjnego lub odstraszającego jest w stosunku do rodzaju komórki, ponieważ na przykład to, co w przypadku niektórych mikroorganizmów lub komórek ciała zwierzęcia jest odstraszającym, dla innych może być atrakcyjnym i odwrotnie.

Podobnie, ogólnie ustalono, że ruch jest proporcjonalny do chemicznego gradientu substancji, które działają jako „źródło bodźca”, to znaczy zależy od ich stężenia i odległości, w jakiej są w odniesieniu do tego.

Ruch chemotaktyczny

Obie komórki, które są częścią tkanek i narządów zwierzęcych, roślin i grzybiczych, oraz te, które tworzą populacje różnych gatunków organizmów jednokomórkowych, eukariotów i prokariotów, są trwale cenzor Otaczające je środowisko.

Może ci służyć: agar Salmonella-Shigella

Ten spis ludności Pozwala im, zwłaszcza organizmów jednokomórkowych, identyfikując możliwe źródła żywności lub potencjalnego niebezpieczeństwa i reagowanie na te specyficzne bodźce: jedną z najczęstszych odpowiedzi jest ruch, tak aby komórki te zbliżają się do źródła źródła źródła źródła of bodziec z pewną prędkością, w zależności od obudowy.

Niezależnie od rodzaju komórki lub tego rodzaju bodźca chemicznego, o którym mowa, wszystkie reakcje chemotaktyczne zależą od systemu dla ligandu, odbiornika, a w większości przypadków przekaźnik chemiczny, który przesyła informacje do składników wewnątrzkomórkowych odpowiedzialnych za przenoszenie Odpowiedź.

Receptory są znane jako Chemiorreceptory, Są specjalizowane w postrzeganiu małych stężeń niektórych cząsteczek chemicznych, które działają jako Ligand, a posłańcy wewnątrzkomórkowe różnią się w zależności od komórki.

Chemiotaksja u eukariotów

We wszystkich komórkach eukariotycznych, w tym jednokomórkowych organizmach eukariotycznych, ruch przeciwko dowolnym rodzajem bodźca zależy od serii szeroko rozpowszechnionych mechanizmów, które mają związek z regulacją składników cytoszkieletu.

Cytoszkielet to złożona sieć wewnątrzkomórkowa, która uczestniczy w komunikacji wewnątrzkomórkowej, ruchu organelli wewnątrzkomórkowej i pęcherzyków itp., i składa się z trzech rodzajów włókien znanych jako mikrofilamenty, Mikrotubule I włókna pośrednie.

Komórka eukariotyczna zwierząt

Mikrofilamenty są tworzone przez białko zwane aktyną, mikrotubule to polimery tubuliny, a włókna pośrednie reprezentują bardziej heterogeniczną grupę, utworzoną przez różne typy różnych białek.

Zatem polimeryzacja i depolimeryzacja pierwiastków tworzących cytoszkielet jest to, co pozwala lub powstaje eukariotyczny ruch komórek w obliczu jakiegokolwiek bodźca, w tym bodźce chemotaktyczne.

Z kolei te zjawiska polimeryzacji i depolimeryzacji są genetycznie kontrolowane, ponieważ określone są pewne warunki dla ekspresji enzymów, które kontrolują te procesy po odbiorze bodźca chemicznego.

Może ci służyć: fototrofos

Zjawiska te zależą, w szczególności od serii enzymów, lepiej znanych jako kinazy lub kinazy białka: kinazy serynowe, zgiełk lub śruby tyrozynowe.

Chemotoksis funkcjonuje w wielokomórkowych eukariotach

Ruchy chemotaktyczne w organizmach wielokomórkowych mają kluczowe znaczenie dla osiągnięcia rozwoju i właściwego funkcjonowania ciała.

W rzeczywistości, podczas opracowywania niektórych patologii, takich jak rak (u zwierząt kręgowców), to przerywanie lub defekt w mechanizmach kontrolujących odpowiedź chemotaktyczną, która prowadzi do przerzutów, które są oderwaniem komórek nowotworowych i ich rozmieszczeniem na różne części części cielesny.

Z drugiej strony wiele funkcji układu odpornościowego zależy od niektórych komórków ciała wytwarzających „chemotaktyczne” cząsteczki zwane Cytokiny oraz chemioksyny, które przyciągają komórki mobilne, takie jak komórki T, do siebie, aby wykonać specjalną funkcję.

Chemotaksja u prokariotów

Bakterie i łuki, takie jak dwie reprezentatywne grupy organizmów prokariotycznych, również przedstawiają ruchy chemotaktyczne i w rzeczywistości należą do najbardziej badanych w naturze.

Ruch wici w bakteriach polarnych. Źródło: Brudersohn, CC BY-SA 2.0, Via Wikimedia Commons

Bakterie mają zestaw białek regulacyjnych, które kierują i kontrolują ruch komórkowy występujący w stosunku do różnych warunków środowiskowych, a mechanizm kontrolny tych ruchów jest niezależny od obecności wici lub rzęsek na powierzchni komórki, lub czy ruch występuje przez poślizg.

System ten uczestniczy w kontroli ruchu przeciwko różnym rodzajom bodźców chemicznych, czy to przed składnikami odżywczymi, takimi jak peptydy, cukry lub aminokwasy, czy przed raczej negatywnymi bodźcami, takimi jak obecność substancji toksycznych lub kwaśnych.

Ważne jest, aby wspomnieć, że ten sam zestaw białek regulacyjnych uczestniczy w kontroli ruchu w odpowiedzi na stężenia tlenu (aerotaksję), temperaturę (termotaksję), ciśnienie osmotyczne (osmotaksja) i światło (fototaksja), tego, co możemy wywnioskować jego znaczenie.

Aby osiągnąć ruch w odpowiedzi na obecność zdefiniowanego związku chemicznego, bakterie wywołują szereg procesów molekularnych związanych ze sobą, porównywalne z „pamięcią” i „uczeniem się”, które charakteryzują systemy czuciowe i neuronalne regulacje w „wyższym” Organizmy.

Może ci służyć: gram plama

Układ histydyny-partner fosfotransferazy

W bakteriach najczęstszymi trasami czuciowymi są te, które należą do fosfotransferazy układu histydynowego, która ma co najmniej dwa składniki: białko histydyny dimic i regulator odpowiedzi i regulator odpowiedzi odpowiedzi.

Opisano około 600 z tych systemów, a niektóre gatunki mogą mieć ponad 100, których używają do pośredniczenia w reakcjach ruchu na różne rodzaje bodźców środowiskowych.

Chemotaksja funkcjonuje w bakteriach

Chociaż chemotoksja może wydawać się spontanicznym procesem reakcji na bodziec chemiczny, u bakterii jest to zwykle część różnych i złożonych oznakowania wewnątrzkomórkowego, które mają ważne implikacje w:

• Patogenność, Ponieważ chemotoksja jest niezbędna dla wielu gatunków patogennych do kolonizacji i inwazji ich gospodarzy, których udało się cenzurować zmiany pH, stężenie składników odżywczych, stężenie tlenu, osmolarność itp. Poprzez chemotaksję można je kierować w kierunku określonych miejsc ich gospodarzy, gdzie mogą się rozprzestrzeniać.
• Ustanowienie Symbiotyczne skojarzenia, ponieważ jest bardzo prawdopodobne, że niektóre bakterie gleby o wolnym życiu (rizobacteria) docierają do radykalnych włosów roślin roślin strączkowych, z którymi są powiązane dzięki rozpoznawaniu atrakcyjnych związków chemicznych, które wytwarzają w radykalnych wysiękach.
• Formacja Biofilmy (Duże powierzchnie „połączonych” bakterii ze sobą poprzez sieć polisacharydów), która wymaga spisu i ruchu bakterii w kierunku wspólnego regionu, ukierunkowanego między innymi przez mechanizmy związane z komunikacją chemiczną.

Bibliografia

1. Adler, J. (1966). Chemotaksja w bakteriach. Science, 153 (3737), 708-716.
2. Keller, e. F., & Segel, L. DO. (1971). Model chemotaksji. Journal of Theoretical Biology, 30 (2), 225-234.
3. Mukherjee, a., & Sadler, p. J. Wiley Encyclopedia of Chemical Biology. 2008. Metale w medycynie: przegląd wprowadzający. w prasie.
4. Stock, j. B., & Baker, m. D. (2009). Chemotaksja. W encyklopedii mikrobiologii (PP. 71-78). Elsevier Inc.
5. Wadhams, g. H., & Armitage, j. P. (2004). Zrozumienie tego wszystkiego: chemotaksja bakteryjna. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5 (12), 1024-1037.