Kjemiotaks

Kjemotaksis i bakterier

Hva er kjemotoksis?

Chemotaxis er definert som orientering eller bevegelse av en organisme eller en mobilcelle som svar på tilstedeværelsen av visse kjemiske stoffer i miljøet rundt den. Bevegelsen kan være mot kilden til den kjemiske stimulansen eller mot den, det vil si å bevege seg bort fra dette.

"Chemiotaxis" er et sammensatt begrep: Drosjer definerer bevegelsen av en organisme eller en celle som respons på visse typer stimuli (lys, temperatur, gjenstander, kjemiske forbindelser) og Chemio Det refererer til et kjemikalie som som sådan har spesielle egenskaper og egenskaper.

I naturen kan det sies at alle mobile organismer og celler som har fri bevegelseskapasitet viser en slags kjemotaktisk bevegelse (av kjemiotaksis), og disse bevegelsene har blitt veldig studert spesielt i encellede, prokaryote og eukaryote organismer.

De første observasjonene av kjemiotaksis i prokaryoter ble for eksempel utført i bakterier på slutten av 1800 -tallet, da en gruppe biologer (inkludert Engelmann og Pfeffer) oppdaget bevegelsen av bakterier i retning oksygen, til visse mineralelementer og Ulike næringsstoffer organiske.

Attraktive og avvisende molekyler

Kjemotaksis, eller bevegelse av celler eller organismer i forhold til en kjemisk stimulans, kan oppstå som en bevegelse mot Stimuluskilden eller imot Av dette (beveger seg bort), avhengig av de kjemiske egenskapene og visse stimulusegenskaper.

Dermed har forskjellige forfattere definert to typer stoffer, attraktiv og repellents at de, som kan forstås i ditt navn, forårsaker henholdsvis en positiv eller negativ kjemotaktisk respons.

Det må imidlertid sies at bevegelsen mot enten imot av et attraktivt eller avvisende middel er i forhold til celletypen, fordi det for noen mikroorganismer eller celler i et dyrs kropp, for eksempel, er et avvisende middel, for andre kan det være en attraktiv og omvendt.

På samme.

Den kjemotaktiske bevegelsen

Begge celler som er en del av dyre-, plante- og soppvev og organer, og de som utgjør bestanden av forskjellige arter av encellede organismer, eukaryoter og prokaryoter, er permanent sensor Miljøet som omgir dem.

Det kan tjene deg: Salmonella-Shigella Agar

Dette telling Det tillater dem, spesielt encellede organismer, identifisere mulige matkilder eller potensiell fare og reagerer på disse spesifikke stimuli: en av de vanligste responsene er bevegelsen, slik at disse cellene nærmer seg eller beveger seg bort fra kilden til kilden til stimulansen med litt hastighet, avhengig av saken.

Uavhengig av celletype eller hva som er den aktuelle kjemiske stimulansen, avhenger alle kjemotaktiske responser av et system for en ligand, en mottaker og i de fleste tilfeller en kjemisk messenger som overfører informasjonen til de intracellulære komponentene som har ansvaret for å bære ut svaret.

Reseptorer er kjent som Chemiorreceptors, De er spesialiserte for oppfatningen av små konsentrasjoner av visse kjemiske molekyler, som fungerer som Ligander, og intracellulære budbringere varierer fra en celle til en annen.

Kjemiotaksis i eukaryoter

I alle eukaryote celler, inkludert encellede eukaryote organismer, avhenger bevegelsen mot enhver type stimulans av en serie vidt formidlede mekanismer, noe som har å gjøre med reguleringen av cytoskjelettkomponentene.

Cytoskjelett er et komplekst intracellulært nettverk som deltar i intracellulær kommunikasjon, den intracellulære organelle og vesiklene bevegelse, etc., og det består av tre typer filamenter kjent som mikrofilamenter, mikrotubuli og mellomfilamenter.

Animal eukaryotisk celle

Mikrofilamenter dannes av et protein som kalles aktin, mikrotubuli er tubulinpolymerer og mellomfilamenter representerer en mer heterogen gruppe, dannet av forskjellige typer forskjellige proteiner.

Dermed er polymerisasjon og depolimerisering av elementene som utgjør cytoskjelettet det som tillater eller har sin opprinnelse den eukaryote cellebevegelsen i møte med enhver stimulans, inkludert kjemotaktisk stimuli.

På sin side er disse polymerisasjons- og depolimeriseringsfenomenene genetisk kontrollert, siden det er etablert visse forhold for ekspresjonen av enzymer som kontrollerer disse prosessene etter mottak av den kjemiske stimulansen.

Kan tjene deg: Phototrophos

Disse fenomenene avhenger, spesifikt av en serie enzymer, bedre kjent som kinaser eller proteiner kinaser: serinkinaser, mas eller tyrosinbolter.

Kjemotoksis funksjoner i flercellede eukaryoter

Kjemotaktiske bevegelser i flercellede organismer er kritiske for å oppnå utvikling og for riktig funksjon av kroppen.

Under utviklingen av visse patologier som kreft (hos virveldyr) er det faktisk avbruddet eller defekten i mekanismene som kontrollerer den kjemotaktiske responsen som fører til metastaser, som er løsgjøring av tumorceller og dens fordeling til forskjellige deler av kroppen.

På den annen side er mange av funksjonene til immunforsvaret avhengig av at kroppsceller som produserer "kjemotaktiske" molekyler som kalles Cytokiner og kjemiokiner, som tiltrekker mobile celler, for eksempel T -celler, mot seg selv for å utøve en spesiell funksjon.

Kjemotaksis i prokaryoter

Bakterier og buer, for eksempel de to representative gruppene av prokaryote organismer, presenterer også kjemotaktiske bevegelser og er faktisk blant de mest studerte i naturen.

Flagellabevegelse i polar flagellerte bakterier. Kilde: Brudersohn, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons

Bakterier har et sett med regulatoriske proteiner som dirigerer og kontrollerer cellebevegelsen som oppstår mot forskjellige miljøforhold, og kontrollmekanismen til disse bevegelsene er uavhengig av tilstedeværelsen av flagella eller cilia på celleoverflaten, eller om bevegelsen skjer ved å gli.

Dette systemet deltar i kontrollen av bevegelsen mot forskjellige typer kjemiske stimuli, enten foran næringsstoffer som peptider, sukker eller aminosyrer, eller foran ganske negative stimuli som tilstedeværelse av giftige eller sure stoffer.

Det er viktig å nevne at det samme settet med regulatoriske proteiner deltar i kontrollen av bevegelsen som respons på oksygenkonsentrasjoner (aerotaxis), temperatur (termotaksis), osmotisk trykk (osmotaksis) og lys (fototaksis), av hva vi kan trekke dets betydning.

For å oppnå bevegelse som respons på tilstedeværelsen av en definert kjemisk forbindelse, utløser bakterier en serie molekylære prosesser relatert til hverandre, sammenlignbare med "hukommelsen" og "læring" som kjennetegner motorsensoriske systemer og regulering neuronal i "høyere" organismer.

Kan tjene deg: gram flekk

Histidin-partner-systemfosfotransferase

I bakterier er de vanligste sensoriske rutene de som tilhører histidin-partatesystemet fosfotransferase, som har minst to komponenter: en dimisk kinase histidinprotein og en responsregulator.

Rundt 600 av disse systemene er beskrevet, og noen arter kan ha mer enn 100, som de bruker for å formidle bevegelsesresponsene sine til forskjellige typer miljøstimuli.

Kjemotaksisfunksjoner i bakterier

Selv om kjemotoksis kan virke som en spontan prosess med respons på en kjemisk stimulans, er det i bakterier vanligvis en del av forskjellig og kompleks intracellulær skilting som har viktige implikasjoner i:

• De patogenisitet, Fordi kjemotoksis er essensielt for mange patogene arter for å kolonisere og invadere vertene sine, som de klarer å sensurere pH -endringer, næringskonsentrasjoner, oksygenkonsentrasjon, osmolaritet, etc. Gjennom kjemotaksis kan de bli guidet mot de spesifikke stedene til vertene deres der de kan spre seg.
• Etablering av Symbiotiske assosiasjoner, Siden det er veldig sannsynlig at noen bakterier av den frie livsmonnet (Rizobacteria) når de radikale hårene til belgfruktene som de er assosiert takket være anerkjennelse av de attraktive kjemiske forbindelsene som de produserer i sine radikale ekssudater.
• Dannelsen av Biofilmer (Store overflater av "tilkoblede" bakterier med hverandre gjennom et nettverk av polysakkarider), som krever folketelling og bevegelse av bakterier mot et felles område, rettet blant annet etter mekanismer relatert til kjemisk kommunikasjon.

Referanser

1. Adler, J. (1966). Kjemotaksis i bakterier. Science, 153 (3737), 708-716.
2. Keller, e. F., & Segel, l. TIL. (1971). Modell for kjemotaksis. Journal of Theoretical Biology, 30 (2), 225-234.
3. Mukherjee, a., & Sadler, P. J. Wiley Encyclopedia of Chemical Biology. 2008. Metaller i medisin: En innledende gjennomgang. i trykk.
4. Lager, j. B., & Baker, M. D. (2009). Kjemotaksis. I Encyclopedia of Microbiology (PP. 71-78). Elsevier Inc.
5. Wadhams, g. H., & Armitage, J. P. (2004). Å gi mening av det hele: cellegift bakterie. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5 (12), 1024-1037.