Axonema -egenskaper og sammensetning

Han Axonema Det er en intern cytoskeletalstruktur av cilia og liter basert på mikrotubuli og som gir bevegelse til dem. Strukturen utgjøres av en plasmamembran som omgir et par sentrale mikrotubuli og ni par perifere mikrotubuli.

Axonema er plassert utenfor cellen og anker inne i den ved hjelp av basallegemet. Den har 0,2 μm i diameter, og lengden kan variere fra 5-10 μm i cilia til flere mm i svøpet av noen arter, selv om disse generelt måler 50-150 μm.

Elektronisk overføringsmikroskopbilde. Klipp gjennom aksonemet isolert fra Chlamydomonas SP. Tatt og redigert fra: Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College [Public Domain].

Axonema -strukturen til cilia og flagella er svært konservativ i alle eukaryote organismer, fra mikroalger Chlamydomonas til svøpet av den menneskelige sædcelleren.

[TOC]

Kjennetegn

Axonemas av det store flertallet av Cilia og Scourges har en konfigurasjon kjent som "9+2", det vil si ni par perifere mikrotubuli som omgir et sentralt par.

Mikrotubulene til hvert par er forskjellige i størrelse og sammensetning, bortsett fra det sentrale dreiemomentet, som presenterer begge lignende mikrotubuli. Disse tubuli er stabile strukturer som er i stand til å motstå brudd.

Mikrotubulene presenterer polaritet og har alle samme arrangement, med sin "+" ende mot spissen og enden "-" lokalisert i utgangspunktet.

Struktur og komposisjon

Som vi allerede påpekte, er Axonema -strukturen type 9+2. Mikrotubuli er lange sylindriske strukturer, dannet av protofilamenter. Protofilamenter utgjør på sin side av proteinunderenheter kalt alfa tubuline og beta tubulin.

Hver protofilament har en alfa -tubulinenhet i den ene enden, mens den andre enden har en beta -tubulinenhet. Slutten med beta tubulina-terminalen kalles "+" slutt, den andre enden ville være slutten "-". Alle protofilamenter av samme mikrotubule er orientert med samme polaritet.

Kan tjene deg: Makrofager: Kjennetegn, formasjon, typer, funksjoner

Mikrotubulene inneholder, i tillegg til tubulinene, proteiner kalt proteiner relatert til mikrotubuli (kart). Av hvert par perifere mikrotubuli er den minste størrelsen (mikrotubulen A) sammensatt av 13 protofilamenter.

Mikrotubulum B har bare 10 protofilamenter, men er større enn mikrotubuli til. Det sentrale mikrotubuli -dreiemomentet har samme størrelse, og hver av dem er sammensatt av 13 protofilamenter.

Dette sentrale mikrotubuli -dreiemomentet er låst av den sentrale kappen, av protein natur, som vil koble seg til mikrotubuli til periferiutstyr ved hjelp av radielle stråler. For deres del binder mikrotubuli A og B av hvert par til hverandre av et protein som kalles nexina.

Av mikrotubulene også en del av et par armer dannet av et protein kalt Dineina. Dette proteinet er ansvarlig for å bruke energien som er tilgjengelige i ATP for å oppnå bevegelse av cilia og svindel.

Eksternt er aksonema dekket av en ciliary eller flagellar membran som har samme struktur og sammensetning av plasmamembranen til cellen.

Forenklet representasjon av tverrsnittet av et aksonema. Tatt og redigert fra: Aaronm på engelsk Wikipedia [Public Domain].

Unntak fra “9+2” -modellen til Axonema

Selv om sammensetningen “9+2” av Axonema er sterkt bevart i de fleste cilierte og/eller flagellerte eukaryote celler, er det noen unntak fra denne modellen.

I sæd av noen arter går det sentrale dreiemomentet til mikrotubuli tapt, noe som gir opphav til en konfigurasjon "9+0". Flagellarbevegelsen i disse sædcellene ser ikke ut til å variere mye fra den som er observert i aksonemas med normal konfigurasjon, så det antas at disse mikrotubuli ikke har en viktig deltakelse i bevegelsen.

Kan tjene deg: profase

Denne aksonemamodellen er observert i sæd av arter som fisk Lycondontis og av kjønn anélidos Myzostomum.

En annen konfigurasjon observert i Axonemas er konfigurasjonen “9+1”. I dette tilfellet er det et enkelt sentralt mikrotubule, i stedet for et par. I slike tilfeller er den sentrale mikrotubulen mye modifisert, og presenterer flere konsentriske vegger.

Denne Axonema -modellen er observert i de mannlige gametene til noen arter av flate ormer. I disse artene gjentas imidlertid ikke denne aksonemamodellen i andre cilierte eller flagellerte celler av organismer.

Axonema bevegelsesmekanisme

Studier av Flagella -bevegelsen har vist at fleksjonen av disse skjer uten sammentrekning eller forkortelse av Axonema -mikrotubuli. På grunn av dette har cytolog Peter Satir foreslått en flagellar bevegelsesmodell basert på forskyvning av mikrotubuli.

I følge den modellen oppnås bevegelsen takket være forskyvningen av et mikrotubule av hvert par på partneren sin. Denne modellen ligner på skredet av myosinkjeder på aktin under muskelsammentrekning. Bevegelsen skjer i nærvær av ATP.

Dineinarmer er forankret i mikrotubulen A for hvert par, med endene rettet mot mikrotubulum B. I begynnelsen av bevegelsen fester du deg til bindingsstedet i mikrotubulus B. Deretter oppstår en endring i konfigurasjonen av Diein som driver mikrotubulum B nedover.

Nexin opprettholder begge mikrotubuli nær hverandre. Deretter skilles du dinarmer fra mikrotubulen B. Så vil han bli med igjen for å gjenta prosessen. Denne glippen skjer vekselvis mellom den ene siden og en annen av Axonema.

Denne forskyvningen vekselvis på den ene siden og en av Axonema får Cilio, eller svøpet, til å doble først til siden og deretter til motsatt side. Fordelen med Satirs flagellare bevegelsesmodell er at han ville forklare bevegelsen av vedlegget uavhengig av Axonema -konfigurasjonen av Axonema Microtubules.

Kan tjene deg: Calmodulin: Struktur, funksjoner og virkningsmekanisme

Axonema -relaterte sykdommer

Det er flere genetiske mutasjoner som kan forårsake unormal utvikling av aksonema. Disse avvikene kan blant annet være mangelen på en av armene til Diein, enten den indre eller eksterne, av de sentrale mikrotubulene eller radiale strålene.

I disse tilfellene utvikles et syndrom kalt Kartagener -syndrom, der menneskene som lider av det er ufruktbart fordi sæd ikke er i stand til å bevege seg.

Disse pasientene utvikler også viscera i en omvendt stilling i forhold til normal stilling; For eksempel hjertet som ligger på høyre side av kroppen og leveren til venstre. Denne tilstanden er kjent som Situs Investus.

Det er også utsatt for de som lider av Kartagener -syndrom for å lide luftveisinfeksjoner og bihulebetennelser.

En annen sykdom relatert til en unormal utvikling av Axonema er en polycystisk nyresykdom. I dette utvikles flere cyster i nyrene som ender opp med å ødelegge nyren. Slik sykdom skyldes en mutasjon i gener som koder for proteiner som kalles polystyinas.

Referanser

1. M. Porter & w. Salg (2000). De 9 + 2 -aksonemene forankrer flere indre arm dyneiner og et nettverk av kinaser og phahathatases som kontrollerer bevegelighet. Journal of Cell Biology.
2. Axoneme. I Wikipedia. Innhentet fra.Wikipedia.org.
3. G. Karp (2008). Celle- og molekylærbiologi. Konsepter og eksperimenter. 5^th Utgave. John Wiley & Sons, Inc.
4. S.L. Wolfe (1977). Cellebiologi. Omega Editions, S.TIL.
5. T. Ishikawa (2017). Aksonemstruktur fra motile cilia. Kald vårhavnperspektiver i biologi.
6. R.W. Linck, h. Chemes & D.F. Albertini (2016). Axoneme: Den fremdrivende motoren til spermatozoa og cilia og tilhørende ciliopatier som fører til ultimate. Journal of Assisted Reproduction and Genetics.
7. S. Resino (2013). Cytoskeleton: mikrotubuli, cilia og flagella. Hentet fra epidemiologi.com