מהי התנועה הציטופלסמית?

ה תנועה cytoplasmic, המכונה גם זרימה פרוטופלסמטית או ciclois, היא התנועה של החומר נוזל (ציטופלסמה) בתוך הצמח או תא החי. התנועה משלכת חומרים מזינים, חלבונים ואברונים בתוך התאים.

התגלה לראשונה בשנת 1830, הנוכחות של זרימת cytoplasmic עזר לשכנע ביולוגים כי התאים היו יחידות היסוד של החיים.

למרות שמנגנון ציטופלסמית שידור לא הבין לחלוטין, הוא האמין להיות מתווכת על ידי חלבון "המנוע", המורכב משתי מולקולות חלבון באמצעות אדנוזין אדנוזין לנוע קרוב משפחה חלבון לשנייה.

אם אחד החלבונים נשאר קבוע במצע, כגון microfilament או microtubule, חלבונים המנוע יכול להעביר אברונים ומולקולות אחרות באמצעות הציטופלזמה..

חלבונים מוטוריים לעיתים קרובות מורכבים חוטים אקטין, סיבי חלבון ארוך מיושר שורות מקביל הנוכחי בתוך קרום התא.

מולקולות מיוזין קשורות לאברונים תאיים נעים לאורך סיבי האקטין, גוררים את האברונים ומטאטאים תוכן ציטופלסמי אחר באותו כיוון.

שידור cytoplasmic, או cyclosis, הוא אירוע אשר צורכת אנרגיה בתאי הצמח משמש להפיץ חומרים מזינים בציטופלסמה. זה נפוץ בתאים גדולים יותר, כאשר דיפוזיה אינו מתאים להפצה של החומר.

בצמחים, זה יכול לשמש גם כדי להפיץ chloroplasts לקליטת האור המרבי עבור פוטוסינתזה. מדענים עדיין לא מבינים איך מתרחש תהליך זה, אם כי ההשערה היא הציבה כי microtubules ו microfilaments לשחק תפקיד, אינטראקציה עם חלבונים המנוע של האברונים.

בתאי צמח מסוימים יש תנועה cytoplasmic סיבוב מהיר, מוגבל חלקי היקפי של התא ליד קיר התא, אשר נושאת chloroplasts וגרגרים.

תנועה זו יכולה להיות מוגברת על ידי האור, והוא תלוי טמפרטורה pH. Auxins, או הורמוני גדילה צמח, יכול גם להגביר את המהירות של התנועה. בחלק פרוטוזואה, כגון ciliates, תנועות מחזוריות איטית יותר הובלה vacuoles העיכול דרך הגוף התא.

השידור cytoplasmic

שידור cytoplasmic בתאי הצמח עולה באופן טבעי באמצעות הארגון העצמי של microfilament

תאים רבים מציגים תפוצה פעילה בקנה מידה גדול של כל התוכן הנוזלי שלהם, תהליך הנקרא זרימה cytoplasmic או תנועה. תופעה זו היא שכיחה במיוחד בתאי הצמח, לעתים קרובות מציג דפוסי זרימה מוסדרים במידה ניכרת.

במנגנון הכונן בתאים האמורים, האברונים המצופים במיוזין מעוררים את הציטופלסמה בזמן שהם מעבירים אותה לאורך צרורות של חוטי אקטין קבועים בפריפריה. תהליך זה הוא תהליך הפיתוח שבונה את תצורות actin הורה נדרש זרימה קוהרנטית בקנה מידה סלולרי.

זה כבר ציין כי הפרדיגמה הבסיסית בבסיס חלבונים המנוע כי אינטראקציה עם חוטים פולימריים יש דפוסים רבים המרכיבים התנהגות בסביבות תיאורטיות וניסוייות.

עם זאת, מחקרים אלה מופקים לעתים קרובות מן ההקשר של מערכות ביולוגיות ספציפיות, ובמיוחד לא נעשה קשר ישיר עם התפתחות של שידור cytoplasmic.

כדי להבין את הדינמיקה הבסיסית המניעה את היווצרות הזרמים המסודרים ולחבר את המיקרוסקופי עם המאקרוסקופי, מוצדקת גישה חלופית "מלמעלה למטה".

לשם כך, אנו מתקרבים לבעיה באמצעות מערכת אב טיפוס ספציפית. אנו מאמצים אולי את הדוגמה המפתיעה ביותר, האצה הימית Chara corallina.

תאי ענק גלילי Chara internodal מדידה 1 מ"מ בקוטר עד 10 ס"מ ארוך. הזרימה הסיבובית שלה שנקראת "cyclosis" הוא מונע על ידי שלפוחית ​​(reticulum endoplasmic) מצופית חלבון מנוע שרירן שמחליק לאורך שתי להקות אורכות של בבימויו oppositely סיבים רציפים מקבילים רבים יקטינו.

כל כבל הוא חבילה של חוטי אקטין בודדים רבים, שלכל אחד מהם יש את הקוטביות המהותית. מנועים של מיוזין לנוע על חוט נימה בדרך מכוונת, מהקצה הקטן שלה, לקצה גדול יותר שלה (עם קוצים).

כבלים אלה מחוברים chloroplasts קבוע בקורטית הפריפריה של התא, מה שיוצר מהירות הזרימה של 50-100 מיקרומטר / s. לא ברור איך זה דפוס פשוט אך בולט נוצר במהלך מורפוגנזה, אם כי ניתן להסיק כי הם תוצאה של דפוסי כימיים מורכבים.

מנגנון הזרימה cytoplasmic בתאי אצות chachaceous: החלקה של reticulum endoplasmic לאורך חוטים actin

מיקרוסקופ האלקטרונים של תאים ענקים charáceas אצות קפוא ישירות מציג רשת תלת ממדי רציף של anastomosing צינורות ומאגרים של reticulum endoplasmic הגס חודרים בציטופלסמה באזור הזרימה.

חלקים של reticulum endoplasmic זה ליצור קשר עם צרורות מקבילים של חוטים אקטין בממשק הציטופלסמה קליפת המוח נייח.

מיטוכונדריה, glycosomes, וארנקים קטנים אחרים cytoplasmic הסתבכו ברשת reticulum endoplasmic להראות תנועה בראוני כפי שהם זורמים.

כריכה והחלקת ממברנות reticulum endoplasmic יחד כבלים אקטין יכול גם להיות מוצג באופן ישיר לאחר הציטופלסמה של תאים אלה הוא ביקע במאגר המכיל ATP.

הכוחות גזירה המיוצר על ממשק עם כבלים actin ניתק להעביר אגרגטים גדולים של reticulum endoplasmic ואברינים אחרים. השילוב של מיקרוסקופית אלקטרונים מהירה מקפיא לחיות תא וידאו מיקרוסקופית ציטופלסמה ניתק מראה כי שידור cytoplasmic תלוי בקרום של reticulum endoplasmic מחליקה לאורך חוטי אקטין נייח.

לכן, הרשת הרציפה של reticulum endoplasmic מספקת כאמצעי להפעלת כוחות מניעים בציטופלסמה עמוק בתוך כבלים יקטינו דיסטלי תא בקליפת מוח שבו הכח המניע מופק.

תפקיד בתנועה תוך תאית

אמנם מספר רב של עבודות פורסמו על בסיס מולקולרי ועל hydrodynamics של התנועה cytoplasmic, מחברים מעטים יחסית מיזם לדיון על הפונקציה שלהם.

במשך זמן רב הוצע כי זרימה זו מסייעת תחבורה מולקולרית. עם זאת, ההיפותזות הספציפיות לגבי המנגנון שבאמצעותו הילוכים מאיצים את קצב חילוף החומרים בקושי נותחו.

דיפוזיה אינו מסוגל להסביר תופעות תחבורה רבות בתאים ואת מידת הומיאוסטזיס לאורך המסלולים לא ניתן להסביר יותר מאשר בהנחה כי הם צורות של תחבורה פעיל.

הטופולוגיה הסימטרית מאוד של זרם אצות charáceas נראתה התפתחה בעלות אבולוציוני ניכרה, כפי שהיא משתקפת נוספת עובדת השרירן נמצא אורגניזם זה הוא ידוע המהיר בקיום.

בהתבסס על מה שאנחנו יודעים על אצות חומצי, אנו רואים כי השידור מעורב במספר רב של תפקידים במטבוליזם הסלולר. זה עוזר להעביר בין התאים, ולכן, הוא חיוני כדי לספק זרימה קבועה של אבני הבניין הסלולר לתאים החדש שנוצר בקצה הניצן.

זה נראה גם חשוב לשמור על להקות אלקליין המאפשרים קליטת פחמן אנאורגני מן המים הסובבים. עם זאת, שאלת מפתח שנותרה ללא מענה במידה רבה היא בדיוק מה התפקיד של התנועה cytoplasmic יכול לשחק בחיסול צווארי בקבוק דיפוזיה כי נראה להגביל את גודל התאים אורגניזמים אחרים.

למעשה, הזרימה עשויה לסייע רגולציה הומאוסטטית במהלך ההתרחבות המהירה של נפח התא, אבל המנגנונים המדויקים שבאמצעותם הוא נשאר שטח פתוח של מחקר.

התרומות החשובות ביותר מבחינת דיון בדיד של השפעת הזרם על תחבורה ציטופלסמית תאיים הם בהחלט פיקארד. מדען זה דן בהסלמת זרימת קצב וזמן דיפוזיה קשקשים עם הגודל של התא, ואת האינטראקציה בין שכבת פריפלזמה עומדת סביב השורות של הכלורופלסט, ואת endoplasma השכבה המרגשת.

הוא הצביע על האפשרות שהגילוי של מקור נקודה יכול לעזור להומיאוסטזיס על ידי החלקה של תנודות בשדה הריכוז. הוא גם העלה את הרעיון כי זרימת cytoplasmic ככזה, לא בהכרח צריך לתת יתרון לתא אם המטרה האמיתית שלה היא העברת חלקיקים לאורך השלד..

התנועה Cytoplasmic מאפשר הפצה של מולקולות ושלפוחיות בתאי צמחים גדולים

מחקרים שנעשו לאחרונה על צמחים ימיים ופלסטיות מראים שתופעות דומות קובעות את התחבורה הבין-תאית של האברונים ושלפוחית. זה מצביע על כך היבטים של איתות סלולרי מעורב בפיתוח ותגובה לגירויים חיצוניים נשמרים על פני מינים.

התנועה של מנועים מולקולריים יחד סיבי cytoskeletal במישרין או בעקיפין שואבת cytosol הנוזל, שמובילה cyclosis (תנועה ציטופלסמית) ולהשפיע הדרגתיים מינים מולקולריים בתוך התא, עם השלכות מטבוליות חשובות בפוטנציה כמו חוזק מנוע להרחבת התא.

מחקרים הראו כי Myosin XI פונקציות בתנועה של האברונים שמניע זרימה cytoplasmic צמחים ימיים ו יבשתיים. למרות המנגנון המשומר של השלד, המניע את תנועת האורגנל בין הצמחים הימיים לבין כדור הארץ, המהירות של cyclosis בתאים צמח להשתנות בהתאם לסוגי התא, שלבי התפתחות התא, מיני הצמחים..

הפניות

1. עורכי האנציקלופדיה בריטניקה. (2009). זרימת cytoplasmic. 9-2-2017, מאת אנציקלופדיה בריטניקה, inc.
2. דרלינג, ד (2016). זרימה ציטופלסמה. 9-2-2017, מתוך עולמות דוד דארלינג.
3. גולדשטיין, ר '(2015). נקודת מבט פיזית על הזרמת ציטופלסמה. 02-10-2017, מתוך הוצאת החברה המלכותית.
4. com (2016). זרימה ציטופלסמית, או סייקלוס. 10-2-2017, מ Microscope.com.
5. Verchot, L. (2010). הזרמה cytoplasmic מאפשר הפצה של מולקולות ושלפוח בתאי צמחים גדולים ... 10-2-2017, מן הספרייה הלאומית לרפואה של המכונים הלאומיים לבריאות אתר אינטרנט: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Wolff, K., Marenduzzo, D., & Cates, M. (2012). זרימה cytoplasmic בתאי המפעל: תפקיד להחליק את הקיר. Journal of Royal Society Interface, 9 (71), 1398-1408. 
7. Kachar, B. (1988). מנגנון הזרימה cytoplasmic בתאי אצה characean: החלקה של reticulum endoplasmic יחד נימים actin ... 11-2-2017, מן המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגיה, ארה"ב.