Chemiotaxis

Chemotaxis dalam bakteria

Apa itu Chemotoxis?

Chemotaxis ditakrifkan sebagai orientasi atau pergerakan organisma atau sel mudah alih sebagai tindak balas terhadap kehadiran bahan kimia tertentu di alam sekitar di sekelilingnya. Pergerakan ini dapat menuju ke sumber rangsangan kimia atau melawannya, iaitu, bergerak dari ini.

"Chemiotaxis" adalah istilah kompaun: Teksi mentakrifkan pergerakan organisma atau sel sebagai tindak balas kepada jenis rangsangan tertentu (cahaya, suhu, objek, sebatian kimia) dan Chemio Ia merujuk kepada bahan kimia yang, oleh itu, mempunyai ciri dan sifat tertentu.

Secara semula jadi, dapat dikatakan bahawa semua organisma dan sel mudah alih yang mempunyai kapasiti pergerakan bebas mempamerkan beberapa jenis pergerakan chemotactic (oleh chemiotaxis), dan pergerakan ini telah dikaji terutama dalam organisma uniselular, prokariotik dan eukariotik.

Pemerhatian pertama chemiotaxis dalam prokariot, misalnya, dilakukan dalam bakteria pada akhir abad ke -19, ketika sekumpulan ahli biologi (termasuk Engelmann dan Pfeffer) menemui pergerakan bakteria ke arah oksigen, ke unsur mineral tertentu dan Nutrien yang berbeza Organik.

Molekul yang menarik dan penghalau

Chemotaxis, atau pergerakan sel atau organisma berhubung dengan rangsangan kimia, boleh berlaku sebagai pergerakan ke arah Sumber rangsangan atau terhadap ini (bergerak jauh), bergantung kepada ciri -ciri kimia dan sifat rangsangan tertentu.

Oleh itu, penulis yang berbeza telah menentukan dua jenis bahan, menarik dan juga Penghancur Itu, seperti yang dapat difahami dalam nama anda, mereka menyebabkan tindak balas chemotactic positif atau negatif.

Walau bagaimanapun, mesti dikatakan bahawa pergerakan itu ke arah Sama ada terhadap yang menarik atau penghalau adalah relatif kepada jenis sel, kerana apa yang bagi sesetengah mikroorganisma atau sel badan haiwan, sebagai contoh, adalah penghalau, bagi yang lain ia boleh menjadi menarik dan sebaliknya.

Begitu juga, secara amnya telah ditentukan bahawa pergerakan itu berkadar dengan kecerunan kimia bahan -bahan yang berfungsi sebagai "sumber rangsangan", iaitu, bergantung pada kepekatan mereka dan jarak di mana mereka berkenaan dengan ini.

Pergerakan Chemotactic

Kedua -dua sel yang merupakan sebahagian daripada tisu dan organ kulat, tumbuhan dan kulat, dan mereka yang membentuk populasi spesies yang berbeza dari organisma uniselular, eukariot dan prokariot, secara kekal penapis Persekitaran yang mengelilingi mereka.

Ia boleh melayani anda: salmonella-shigella agar

Ini bancian Ia membolehkan mereka, terutamanya organisma uniselular, mengenal pasti sumber makanan atau potensi bahaya yang mungkin dan bertindak balas terhadap rangsangan khusus ini: salah satu tindak balas yang paling biasa adalah pergerakan, sehingga sel -sel ini mendekati atau bergerak dari sumber sumber sumber Rangsangan dengan kelajuan, bergantung pada kes itu.

Terlepas dari jenis sel atau apakah jenis rangsangan kimia yang dipersoalkan, semua respons chemotactic bergantung kepada sistem untuk ligan, penerima dan, dalam kebanyakan kes, utusan kimia yang menghantar maklumat kepada komponen intrasel yang bertanggungjawab membawa membawa bawa keluar jawapannya.

Reseptor dikenali sebagai chemiorreceptors, Mereka khusus untuk persepsi kepekatan kecil molekul kimia tertentu, yang bertindak sebagai Ligan, dan utusan intraselular berbeza dari satu sel ke sel yang lain.

Chemiotaxis dalam eukariot

Di semua sel eukariotik, termasuk organisma eukariotik uniselular, pergerakan terhadap apa -apa jenis rangsangan bergantung kepada satu siri mekanisme yang disebarkan secara meluas, yang berkaitan dengan peraturan komponen sitoskeleton.

Cytoskeleton adalah rangkaian intraselular yang kompleks yang mengambil bahagian dalam komunikasi intraselular, gerakan organel dan vesikel intraselular, dll., Dan itu terdiri daripada tiga jenis filamen yang dikenali sebagai microfilaments, microtubules dan filamen pertengahan.

Sel eukariotik haiwan

Mikrofilamen dibentuk oleh protein yang dipanggil actin, microtubules adalah polimer tubulin dan filamen perantaraan mewakili kumpulan yang lebih heterogen, dibentuk oleh pelbagai jenis protein yang berbeza.

Oleh itu, pempolimeran dan depolimerisasi unsur.

Sebaliknya, fenomena pempolimeran dan depolimerisasi ini dikawal secara genetik, kerana keadaan tertentu ditubuhkan untuk ekspresi enzim yang mengawal proses ini selepas penerimaan rangsangan kimia.

Boleh melayani anda: phototrophos

Fenomena ini bergantung, khusus pada siri enzim, lebih dikenali sebagai kinase atau kinase protein: kinase serin, kesibukan atau bolt tyrosine.

Fungsi chemotoxis dalam eukariot multiselular

Pergerakan chemotactic dalam organisma multiselular sangat penting untuk pencapaian pembangunan dan untuk fungsi badan yang betul.

Malah, semasa perkembangan patologi tertentu seperti kanser (dalam haiwan vertebrata), ia adalah gangguan atau kecacatan dalam mekanisme yang mengawal tindak balas chemotactic yang membawa kepada metastasis, yang merupakan detasmen sel -sel tumor dan pengedarannya ke bahagian yang berlainan badan.

Sebaliknya, banyak fungsi sistem imun bergantung kepada beberapa sel badan yang menghasilkan molekul "chemotactic" yang dipanggil sitokin dan chemiocins, yang menarik sel -sel mudah alih, seperti sel T, ke arah diri mereka untuk melaksanakan beberapa fungsi khas.

Chemotaxis dalam prokariot

Bakteria dan gerbang, seperti kedua -dua kumpulan wakil organisma prokariotik, juga mempersembahkan pergerakan chemotactic dan, sebenarnya, antara yang paling banyak dikaji.

Pergerakan flagella dalam bakteria flagellated kutub. Sumber: Brudersohn, CC BY-SA 2.0, melalui Wikimedia Commons

Bakteria mempunyai satu set protein pengawalseliaan yang mengarahkan dan mengawal pergerakan sel yang berlaku terhadap keadaan persekitaran yang berbeza, dan mekanisme kawalan pergerakan ini bebas daripada kehadiran flagella atau silia di permukaan sel, atau sama ada pergerakan berlaku dengan gelongsor.

Sistem ini mengambil bahagian dalam kawalan pergerakan terhadap pelbagai jenis rangsangan kimia, sama ada di hadapan nutrien seperti peptida, gula atau asid amino, atau di hadapan rangsangan negatif seperti kehadiran bahan toksik atau berasid.

Adalah penting untuk menyebutkan bahawa set protein pengawalseliaan yang sama mengambil bahagian dalam kawalan pergerakan sebagai tindak balas kepada kepekatan oksigen (aerotaxis), suhu (thermotaxis), tekanan osmotik (osmotaxis) dan cahaya (phototaxis), kepentingannya.

Untuk mencapai pergerakan sebagai tindak balas terhadap kehadiran sebatian kimia yang ditakrifkan, maka bakteria mencetuskan satu siri proses molekul yang berkaitan dengan satu sama lain, setanding dengan "ingatan" dan "pembelajaran" yang mencirikan sistem deria motor dan neuron peraturan dalam "lebih tinggi" organisma.

Boleh melayani anda: noda gram

Sistem Histidine-rakan kongsi phosphotransferase

Dalam bakteria, laluan deria yang paling biasa adalah yang dimiliki oleh sistem phosphotransferase histidine-partate, yang mempunyai sekurang-kurangnya dua komponen: protein histidine kinase dimic dan pengawal selia tindak balas.

Kira -kira 600 sistem ini telah diterangkan dan sesetengah spesies boleh mempunyai lebih daripada 100, yang mereka gunakan untuk menengahi tindak balas pergerakan mereka terhadap pelbagai jenis rangsangan alam sekitar.

Fungsi Chemotaxis dalam Bakteria

Walaupun chemotoxis mungkin kelihatan seperti proses tindak balas spontan terhadap rangsangan kimia, dalam bakteria ia biasanya merupakan sebahagian daripada papan tanda intraselular yang berbeza dan kompleks yang mempunyai implikasi penting dalam:

• The patogenik, Kerana chemotoxis adalah penting untuk banyak spesies patogen untuk menjajah dan menyerang tuan rumah mereka, yang mereka dapat menapis perubahan pH, kepekatan nutrien, kepekatan oksigen, osmolariti, dll. Melalui chemotaxis mereka boleh dibimbing ke tapak tertentu tuan rumah mereka di mana mereka dapat berkembang.
• Penubuhan persatuan simbiotik, Oleh kerana kemungkinan besar beberapa bakteria tanah hidup bebas (Rizobacteria) mencapai rambut radikal tumbuhan kacang yang di mana ia dikaitkan terima kasih kepada pengiktirafan sebatian kimia yang menarik yang mereka hasilkan dalam exudates radikal mereka.
• Pembentukan Biofilm (Permukaan besar bakteria "bersambung" antara satu sama lain melalui rangkaian polysaccharides), yang memerlukan banci dan pergerakan bakteria ke arah rantau yang sama, diarahkan, antara lain, oleh mekanisme yang berkaitan dengan komunikasi kimia.

Rujukan

1. Adler, J. (1966). Chemotaxis dalam bakteria. Sains, 153 (3737), 708-716.
2. Keller, e. F., & Segel, l. Ke. (1971). Model untuk chemotaxis. Jurnal Biologi Teoritis, 30 (2), 225-234.
3. Mukherjee, a., & Sadler, p. J. Wiley Ensiklopedia Biologi Kimia. 2008. Logam dalam Perubatan: Kajian Pengenalan. dalam akhbar.
4. Stok, j. B., & Baker, m. D. (2009). Chemotaxis. Dalam Ensiklopedia Mikrobiologi (PP. 71-78). Elsevier Inc.
5. Wadhams, g. H., & Armitage, J. P. (2004). Memahami semuanya: bakteria chemotaxis. Ulasan Alam Biologi Sel Molekul, 5 (12), 1024-1037.