Phong trào tế bào học là gì?

các di chuyển tế bào chất, còn được gọi là dòng chảy nguyên sinh chất hoặc ciclois, là sự chuyển động của chất lỏng (tế bào chất) trong tế bào thực vật hoặc động vật. Phong trào vận chuyển chất dinh dưỡng, protein và bào quan bên trong các tế bào.

Được phát hiện lần đầu tiên vào những năm 1830, sự hiện diện của dòng tế bào chất đã giúp thuyết phục các nhà sinh học rằng các tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống.

Mặc dù cơ chế truyền tế bào chất chưa được hiểu đầy đủ, nhưng nó được cho là qua trung gian của protein "vận động", các phân tử được tạo thành từ hai protein sử dụng adenosine triphosphate để di chuyển một protein so với protein kia.

Nếu một trong các protein vẫn cố định trong chất nền, chẳng hạn như vi sợi hoặc vi ống, protein động cơ có thể di chuyển các bào quan và các phân tử khác thông qua tế bào chất..

Protein động cơ thường bao gồm các sợi Actin, các sợi protein dài xếp thành hàng song song với dòng điện trong màng tế bào.

Các phân tử myosin liên kết với các bào quan tế bào di chuyển dọc theo các sợi actin, kéo theo các bào quan và quét các nội dung tế bào chất khác theo cùng một hướng.

Truyền tế bào chất, hay cyclosis, là một sự kiện tiêu thụ năng lượng trong tế bào thực vật và được sử dụng để phân phối chất dinh dưỡng trong tế bào chất. Nó là phổ biến trong các tế bào lớn hơn, nơi khuếch tán không đủ để phân phối các chất.

Trong thực vật, nó cũng có thể được sử dụng để phân phối lục lạp để hấp thụ ánh sáng tối đa cho quá trình quang hợp. Các nhà khoa học vẫn không hiểu quá trình này xảy ra như thế nào, mặc dù giả thuyết được đặt ra là các vi ống và vi chất đóng vai trò, tương tác với các protein vận động của các bào quan.

Trong một số tế bào thực vật có sự di chuyển tế bào chất nhanh chóng, giới hạn ở các phần ngoại vi của tế bào bên cạnh thành tế bào, mang lục lạp và hạt.

Chuyển động này có thể được tăng lên bởi ánh sáng, và phụ thuộc vào nhiệt độ và pH. Bổ sung, hoặc hormone tăng trưởng thực vật, cũng có thể làm tăng tốc độ di chuyển. Trong một số động vật nguyên sinh, chẳng hạn như ciliates, các chuyển động tuần hoàn chậm hơn vận chuyển không bào tiêu hóa qua cơ thể tế bào.

Truyền tế bào chất

Truyền tế bào chất trong tế bào thực vật phát sinh tự nhiên thông qua việc tự tổ chức của vi sợi

Nhiều tế bào thể hiện một tuần hoàn hoạt động quy mô lớn của tất cả các chất lỏng của chúng, một quá trình được gọi là dòng chảy tế bào chất hoặc chuyển động. Hiện tượng này đặc biệt thường xuyên trong các tế bào thực vật, thường trình bày các mô hình dòng chảy được điều tiết rõ rệt.

Trong cơ chế truyền động trong các tế bào đã nói, các bào quan được phủ myosin sẽ chặn tế bào chất khi chúng xử lý nó dọc theo các bó sợi Actin được cố định ở ngoại vi. Quá trình này là quá trình phát triển xây dựng các cấu hình actin được đặt hàng cần thiết cho một dòng chảy kết hợp ở quy mô tế bào.

Nó đã được quan sát thấy rằng mô hình cơ bản làm nền tảng cho các protein vận động tương tác với các sợi polymer có nhiều kiểu hình thành hành vi trong cả môi trường lý thuyết và thực nghiệm.

Tuy nhiên, những nghiên cứu này thường được trích xuất từ ​​bối cảnh của các hệ thống sinh học cụ thể và đặc biệt không có kết nối trực tiếp nào được thực hiện với sự phát triển của truyền tế bào chất.

Để hiểu được động lực cơ bản thúc đẩy sự hình thành các dòng có trật tự và kết nối kính hiển vi với vĩ mô, một cách tiếp cận "từ trên xuống" thay thế là hợp lý.

Để làm điều này, chúng tôi tiếp cận vấn đề thông qua một hệ thống nguyên mẫu cụ thể. Chúng tôi áp dụng có lẽ là ví dụ đáng ngạc nhiên nhất, tảo thủy sinh Chara corallina.

Các tế bào nội bào hình trụ khổng lồ của Chara có đường kính 1 mm và dài tới 10 cm. Dòng chảy xoay của nó được gọi là "ciclosis" được điều khiển bởi các túi (trong mạng lưới nội chất) được phủ protein động cơ myosin trượt dọc theo hai dải dọc theo hướng ngược nhau từ nhiều sợi song song và sợi Actin..

Mỗi cáp là một bó gồm nhiều sợi Actin riêng lẻ, mỗi sợi có cùng cực. Các động cơ của myosin di chuyển trên dây tóc theo hướng có hướng, từ đầu nhỏ hơn đến đầu lớn hơn (có gai).

Các dây cáp này được gắn vào lục lạp cố định ở vỏ ngoài của tế bào, tạo ra vận tốc dòng chảy 50-100 m / s. Không rõ làm thế nào mô hình đơn giản nhưng nổi bật này được hình thành trong quá trình hình thái, mặc dù có thể suy ra rằng chúng là kết quả của các mẫu hóa học phức tạp.

Cơ chế của dòng tế bào chất trong các tế bào của tảo chachaceous: sự trượt của mạng lưới nội chất dọc theo sợi Actin

Kính hiển vi điện tử của các tế bào khổng lồ đông lạnh trực tiếp của tảo chagasous cho thấy một mạng lưới ba chiều liên tục của ống anastomoses và bể chứa của mạng lưới nội chất thô xâm nhập vào vùng chảy của tế bào chất của chúng.

Các bộ phận của mạng lưới nội chất này tiếp xúc với các bó sợi Actin song song tại giao diện với tế bào chất vỏ não đứng yên.

Ty thể, glycosome và các bào quan tế bào chất nhỏ khác vướng vào mạng lưới nội chất cho thấy chuyển động Brown khi chúng chảy.

Sự liên kết và trượt của màng của mạng lưới nội chất dọc theo dây dẫn Actin cũng có thể được hình dung trực tiếp sau khi tế bào chất của các tế bào này phân tách thành một bộ đệm chứa ATP.

Các lực cắt được tạo ra tại giao diện với các sợi actin phân tách di chuyển các tập hợp lớn của mạng lưới nội chất và các bào quan khác. Sự kết hợp giữa kính hiển vi điện tử đóng băng nhanh và kính hiển vi video tế bào sống và tế bào chất phân ly cho thấy sự truyền tế bào chất phụ thuộc vào màng của mạng lưới nội chất trượt dọc theo dây Actin đứng yên.

Do đó, mạng lưới liên tục của mạng lưới nội chất cung cấp một phương tiện để tác động lực động lực trong tế bào chất sâu bên trong tế bào xa của vỏ não dẫn đến nơi tạo ra động lực.

Vai trò trong vận chuyển nội bào

Mặc dù một số lượng lớn các tác phẩm đã được xuất bản trên cơ sở phân tử và thủy động lực học của phong trào tế bào chất, tương đối ít tác giả tham gia vào một cuộc thảo luận về chức năng của chúng.

Trong một thời gian dài, nó đã được đề xuất rằng dòng chảy này giúp vận chuyển phân tử. Tuy nhiên, các giả thuyết cụ thể liên quan đến cơ chế truyền dẫn làm tăng tốc độ trao đổi chất hầu như chưa được phân tích.

Sự khuếch tán không thể giải thích nhiều hiện tượng vận chuyển trong các tế bào và mức độ cân bằng nội môi dọc theo các tuyến đường không thể được giải thích nhiều hơn giả sử rằng chúng là các hình thức vận chuyển tích cực.

Cấu trúc liên kết đối xứng cao của dòng điện trong tảo characeous dường như đã phát triển với chi phí tiến hóa đáng kể, cũng được phản ánh trong thực tế là myosin được tìm thấy trong sinh vật này là tồn tại nhanh nhất được biết đến..

Dựa trên những gì chúng ta biết về tảo characeous, chúng ta thấy rằng sự lây truyền có liên quan đến vô số vai trò trong chuyển hóa tế bào. Do đó, nó giúp vận chuyển giữa các tế bào và do đó, rất cần thiết để cung cấp một dòng chảy liên tục của các khối xây dựng tế bào cho các tế bào mới được hình thành ở đầu chồi.

Nó cũng có vẻ quan trọng để duy trì các dải kiềm tạo điều kiện cho sự hấp thụ carbon vô cơ từ nước xung quanh. Tuy nhiên, một câu hỏi quan trọng vẫn chưa được trả lời chính là vai trò của sự di chuyển tế bào chất có thể đóng vai trò gì trong việc loại bỏ các tắc nghẽn khuếch tán dường như làm hạn chế kích thước của các tế bào trong các sinh vật khác.

Trên thực tế, dòng chảy có thể giúp điều hòa cân bằng trong quá trình mở rộng nhanh chóng thể tích tế bào, nhưng các cơ chế chính xác mà nó vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu mở.

Những đóng góp quan trọng nhất về mặt thảo luận định lượng về tác động của dòng tế bào chất đối với sự vận chuyển nội bào chắc chắn là Pickard. Nhà khoa học này đã nói về sự leo thang của tốc độ dòng chảy và quy mô thời gian khuếch tán với kích thước của tế bào, cũng như sự tương tác giữa lớp periplasm ứ đọng xung quanh các hàng lục lạp và lớp nội mạc di động..

Ông chỉ ra khả năng rằng sự tiến bộ của một nguồn điểm có thể giúp cân bằng nội môi bằng cách làm dịu các dao động trong trường tập trung. Ông cũng đưa ra quan niệm rằng dòng tế bào chất như vậy, không nhất thiết phải mang lại lợi ích cho tế bào nếu mục đích thực sự của nó là vận chuyển các hạt dọc theo tế bào..

Sự di chuyển của tế bào chất cho phép phân phối các phân tử và túi trong các tế bào thực vật lớn

Các nghiên cứu gần đây về thực vật thủy sinh và trên cạn cho thấy các hiện tượng tương tự quyết định sự vận chuyển nội bào của các bào quan và túi. Điều này cho thấy các khía cạnh của tín hiệu tế bào liên quan đến sự phát triển và đáp ứng với các kích thích bên ngoài được bảo tồn giữa các loài.

Sự di chuyển của các động cơ phân tử dọc theo các sợi của cytoskeleton trực tiếp hoặc gián tiếp kéo cytosol lỏng, dẫn đến cyclosis (chuyển động tế bào chất) và ảnh hưởng đến độ dốc của các loài phân tử trong tế bào, với tác động chuyển hóa quan trọng như lực động cơ để mở rộng tế bào.

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng myosin XI có chức năng trong sự di chuyển của các bào quan điều khiển dòng tế bào chất trong thực vật thủy sinh và trên cạn. Mặc dù máy móc được bảo tồn của tế bào học, thúc đẩy sự di chuyển của cơ quan giữa thực vật thủy sinh và trái đất, vận tốc của cyclosis trong tế bào thực vật thay đổi tùy theo loại tế bào, giai đoạn phát triển tế bào và loài thực vật..

Tài liệu tham khảo

1. Các biên tập viên của Encyclopædia Britannica. (2009). dòng tế bào chất. 9-2-2017, bởi Encyclopædia Britannica, inc.
2. Em yêu, D. (2016). Truyền tế bào chất. 9-2-2017, từ Thế giới của David Darling.
3. Goldstein, R. (2015). Một quan điểm vật lý về dòng tế bào chất. 02-10-2017, từ Nhà xuất bản Hội Hoàng gia.
4. com (2016). Dòng tế bào chất, hoặc cyclosis ,. 10-2-2017, từ Kính hiển vi.com.
5. Verchot, L. (2010). Truyền tế bào chất cho phép phân phối các phân tử và túi trong các tế bào thực vật lớn ... 10-2-2017, từ Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ Trang web của Viện Y tế Quốc gia: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Wolff, K., Marenduzzo, D., & Cates, M. E. (2012). Dòng tế bào chất trong tế bào thực vật: vai trò của trượt tường. Tạp chí Giao diện xã hội Hoàng gia, 9 (71), 1398-1408. 
7. Kachar, B. (1988). Cơ chế của dòng tế bào chất trong các tế bào tảo characean: trượt mạng lưới nội chất dọc theo sợi Actin ... 11-2-2017, từ Trung tâm Thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia, U.S.