Sitoplazmik Hareket Nedir?

sitoplazmik hareket, ayrıca protoplazmatik akış veya ciclois olarak da bilinir, sıvı maddenin (sitoplazma) bir bitki veya hayvan hücresindeki hareketidir. Hareket, hücrelerin içindeki besinleri, proteinleri ve organelleri taşır..

1830'larda ilk kez keşfedilen sitoplazmik akışın varlığı, biyologları hücrelerin yaşamın temel birimleri olduğu konusunda ikna etmeye yardımcı oldu.

Her ne kadar sitoplazmik aktarım mekanizmasının tam olarak anlaşılmamasına rağmen, "motor" proteinlerin aracılık ettiği düşünülmektedir, bir proteini diğerine göre hareket ettirmek için adenosin trifosfat kullanan iki proteinden oluşan moleküllerin.

Proteinlerden biri, bir mikrofilaman veya bir mikro tüp gibi bir substratta sabit kalırsa, motor proteinleri organelleri ve diğer molekülleri sitoplazma boyunca hareket ettirebilir..

Motor proteinleri genellikle aktin filamanlarından, hücre zarındaki akıma paralel sıralara dizilmiş uzun protein liflerinden oluşur.

Hücresel organellere bağlı miyozin molekülleri, aktin lifleri boyunca hareket eder, organelleri çeker ve diğer sitoplazmik içerikleri aynı yönde süpürür.

Sitoplazmik iletim veya siklosis, bitki hücrelerinde enerji tüketen ve besinleri sitoplazmada dağıtmak için kullanılan bir olaydır. Difüzyonun maddenin dağılımı için yeterli olmadığı daha büyük hücrelerde yaygındır..

Bitkilerde, fotosentez için maksimum ışık emilimi için kloroplast dağıtmak için de kullanılabilir. Bilim adamları hala bu sürecin nasıl gerçekleştiğini anlamamış olsalar da, hipotezlerin organellerin motor proteinleriyle etkileşime girerek mikrotüplerin ve mikro filamentlerin bir rol oynadığını ortaya koymasına rağmen.

Bazı bitki hücrelerinde, kloroplast ve granülleri taşıyan hücre duvarının yanındaki hücrenin çevre kısımlarıyla sınırlı, hızlı dönen bir sitoplazmik hareket vardır..

Bu hareket ışıkla arttırılabilir ve sıcaklığa ve pH'a bağlıdır. Oksinler veya bitki büyüme hormonları da hareket hızını artırabilir. Silikatlar gibi bazı protozoalarda, yavaş siklik hareketler sindirim vakuollerini hücre gövdesi boyunca taşır..

Sitoplazmik iletim

Bitki hücrelerinde sitoplazmik geçiş doğal olarak mikrofilamentin kendi kendine organizasyonu ile ortaya çıkar.

Birçok hücre, sitoplazmik akış veya hareket olarak adlandırılan bir işlem olan tüm sıvı muhtevasında geniş çaplı bir aktif dolaşım sergiler. Bu fenomen bitki hücrelerinde özellikle sık görülür ve sıklıkla belirgin bir şekilde düzenlenmiş akış düzenleri sunar..

Bahsedilen hücrelerdeki tahrik mekanizmasında, miyosin ile kaplı organeller, çevreye sabitlenmiş aktin filament demetleri boyunca işlerken sitoplazmaya girerler. Bu işlem, hücresel ölçekte tutarlı bir akış için gerekli olan düzenlenmiş aktin konfigürasyonlarını oluşturan geliştirme sürecidir..

Polimerik filamentlerle etkileşime giren motor proteinlerin altında yatan temel paradigmanın, hem teorik hem de deneysel ortamlarda davranış oluşturan birçok örüntüye sahip olduğu gözlenmiştir..

Bununla birlikte, bu çalışmalar sıklıkla belirli biyolojik sistemler bağlamından çıkarılmaktadır ve özellikle sitoplazmik bulaşmanın gelişimi ile doğrudan bir bağlantı kurulamamıştır..

Sıralı akışların oluşumunu sağlayan ve mikroskobu makroskopik olarak bağlayan temel dinamiği anlamak için, alternatif bir "yukarıdan aşağı" yaklaşımı haklı.

Bunu yapmak için, soruna belirli bir prototip sistemiyle yaklaşıyoruz. En şaşırtıcı örnek olan sucul alga Chara corallina'yı benimsiyoruz..

Chara'nın dev silindirik internodal hücreleri, 1 mm çapında ve 10 cm uzunluğundadır. "Siklosis" adı verilen dönen akışı, birçok sürekli paralellikten ve aktin filamentlerinden zıt yollarda yönlendirilen iki uzunlamasına bant boyunca kayan myosin motor proteini ile kaplanmış veziküller (endoplazmik retikulumda) ile tahrik edilir..

Her kablo, her biri aynı iç polariteye sahip olan birçok ayrı aktin filamentinden oluşan bir demetdir. Miyozinin motorları, filament üzerinde, daha küçük ucundan, daha büyük ucuna (sivri uçlu), yönlendirilmiş bir şekilde hareket eder..

Bu kablolar, hücrenin çevresine kortikal olarak sabitlenmiş kloroplastlara bağlanır ve 50-100 /m / s akış hızları oluşturur. Bu basit fakat çarpıcı desenin morfogenez sırasında nasıl oluştuğu açık değildir, ancak karmaşık kimyasal yapıların bir sonucu olduğu anlaşılabilir..

Chachaceous alg hücrelerinde sitoplazmik akış mekanizması: endoplazmik retikulumun aktin filamentleri boyunca kayması

Doğrudan donmuş dev hücreli chagasöz alg hücrelerinin elektron mikroskopisi, sitoplazmalarının akış bölgesine nüfuz eden, sürekli üç boyutlu bir anastomoz tüpler ve kaba endoplazmik retikulum sarnıç ağı gösterir..

Bu endoplazmik retikulumun bölümleri, durağan kortikal sitoplazmaya ara yüzdeki aktin filamentlerinin paralel demetleriyle temas eder..

Endoplazmik retikulum ağına dolaşmış Mitokondri, glikozomlar ve diğer küçük sitoplazmik organeller Brownian'ın akarken hareketini gösterir..

Aktin uçları boyunca endoplazmik retikulum zarlarının bağlanması ve kayması, bu hücrelerin sitoplazmasının ATP içeren bir tampon içine ayrılmasından hemen sonra da doğrudan görüntülenebilir..

Ayrışmış aktin kabloları ile arayüzde üretilen kesme kuvvetleri, endoplazmik retikulum ve diğer organellerin büyük agregalarını hareket ettirir. Hızlı dondurucu elektron mikroskopisi ve canlı hücre video mikroskopisi ve ayrışmış sitoplazmanın kombinasyonu, sitoplazmik iletimin, sabit aktin telleri boyunca kayan endoplazmik retikulum zarlarına bağlı olduğunu göstermektedir.

Bu nedenle, sürekli endoplazmik retikulum ağı, hareket kuvveti oluşturduğu kortikal aktin ön hücresinin uzak hücresi içinde derin sitoplazmada hareket kuvveti uygulamak için bir araç sağlar..

Hücre içi taşınımın rolü

Her ne kadar moleküler bazda ve sitoplazmik hareketin hidrodinamiği ile ilgili çok sayıda çalışma yayınlanmış olsa da, göreceli olarak az sayıda yazar işlevlerini tartışmaya yönelmiştir..

Uzun zamandır bu akışın moleküler taşınmaya yardımcı olduğu önerildi. Ancak, bulaşın metabolizma hızlarını artırdığı mekanizma ile ilgili belirli hipotezler zar zor analiz edilmiştir..

Difüzyon, hücrelerde birçok taşınım olayını açıklayamaz ve yollar boyunca homeostazın derecesi, bunların aktif taşınma formları olduğu varsayılmasından daha fazla açıklanamaz..

Akımın karakteristik alglerdeki yüksek simetrik topolojisi, bu organizmada bulunan miyozinin varolan en hızlı olduğu gerçeğine de yansıdığı gibi, önemli bir evrimsel maliyette de geliştiğini göstermektedir..

Karakteristik algler hakkında bildiklerimize dayanarak, iletimin hücresel metabolizmada çok sayıda rolün içinde olduğunu görüyoruz. Hücreler arasında taşınmaya yardımcı olur ve bu nedenle tomurcuk ucundaki yeni oluşan hücrelere hücresel yapı bloklarının sabit bir akışını sağlamak için gereklidir..

İnorganik karbonun çevreleyen sudan emilimini kolaylaştıran alkali bantları korumak da önemli görünmektedir. Bununla birlikte, büyük ölçüde cevapsız kalan kilit bir soru, sitoplazmik hareketin, diğer organizmalardaki hücrelerin boyutunu sınırladığı görünen difüzyon darboğazlarının giderilmesinde oynayabileceği rolün aynısıdır..

Aslında, akış hücre hacminin hızlı bir şekilde genişlemesi sırasında homeostatik düzenlemeye yardımcı olabilir, ancak kesin mekanizmaları açık bir araştırma alanı olarak kalır.

Sitoplazmik akışın hücre içi taşınma üzerindeki etkisinin niceliksel bir tartışması açısından en önemli katkıları şüphesiz Pickard'dır. Bu bilim insanı, akış hızının artması ve difüzyon süresinin, hücre büyüklüğü ile ölçeklenmesinin yanı sıra kloroplast sıralarını çevreleyen durağan periplazma tabakası ve hareketli endoplazma tabakası arasındaki etkileşimden bahsetti..

Bir nokta kaynağının önerilmesinin, konsantrasyon alanındaki dalgalanmaları yumuşatarak homeostaza yardımcı olabileceğinin altını çizdi. Ayrıca, bunun gibi sitoplazmik akışın, asıl amacı sitoskeleton boyunca parçacıkların taşınması ise, hücreye bir fayda sağlaması gerekmediği fikrini ortaya koydu..

Sitoplazmik hareket, büyük bitki hücrelerinde moleküllerin ve veziküllerin dağılımını sağlar

Sucul ve karasal bitkilerin son araştırmaları, benzer olayların organellerin ve veziküllerin hücre içi taşınmasını belirlediğini göstermektedir. Bu, dış uyaranlara gelişim ve yanıtta yer alan hücresel sinyalin yönlerinin türler arasında korunduğunu düşündürmektedir..

Moleküler motorların, sitoskeletonun filamentleri boyunca hareketi, doğrudan veya dolaylı olarak sıvı sitozolünü sürükleyerek, siklosise (sitoplazmik hareket) yol açar ve kuvvet gibi potansiyel olarak önemli metabolik etkilerle hücre içindeki moleküler türlerin gradyanlarını etkiler. hücre genişlemesi için motor.

Araştırmalar, miyozin XI'in, su ve karasal bitkilerde sitoplazmik akışı tahrik eden organellerin hareketinde işlev gördüğünü göstermiştir. Organelinin su bitkileri ile yeryüzü arasındaki hareketini sağlayan koruyucu iskelet mekanizmasına rağmen, bitki hücrelerinde siklosisin hızları hücre türlerine, hücre gelişim aşamalarına ve bitki türlerine göre değişiklik gösterir..

referanslar

1. Encyclopædia Britannica Editörleri. (2009). sitoplazmik akış. 9-2-2017, Encyclopædia Britannica, inc tarafından.
2. Sevgilim, D. (2016). Sitoplazmik akış. 9-2-2017, David Darling'in Dünyaları'ndan.
3. Goldstein, R. (2015). Sitoplazmik akışa fiziksel bakış. 02-10-2017, The Royal Society Publishing'ten.
4. com (2016). Sitoplazmik akış veya siklosis. 10-2-2017, Microscope.com'dan.
5. Verchot, L. (2010). Sitoplazmik akış, büyük bitki hücrelerinde moleküllerin ve veziküllerin dağılımını sağlar ... 10-2-2017, ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi Ulusal Sağlık Enstitüleri Web Sitesi: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Wolff, K., Marenduzzo, D., & Cates, M.E. (2012). Bitki hücrelerinde sitoplazmik akış: duvar kaymasının rolü. Kraliyet Topluluğu Arayüzü Dergisi, 9 (71), 1398-1408. 
7. Kachar, B. (1988). Karakteristik alg hücrelerinde sitoplazmik akış mekanizması: aktin filamentleri boyunca endoplazmik retikulumun kayması ... 11-2-2017, Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi'nden, ABD.