Chemotixis

Kemotaksis pada bakteri

Apa itu chemotoxis?

Chemotaxis didefinisikan sebagai orientasi atau pergerakan organisme atau sel seluler sebagai respons terhadap adanya zat kimia tertentu di lingkungan di sekitarnya. Gerakan ini dapat menuju sumber stimulus kimia atau menentangnya, yaitu menjauh dari ini.

"Chemotixis" adalah istilah senyawa: Taksi mendefinisikan pergerakan suatu organisme atau sel sebagai respons terhadap jenis rangsangan tertentu (cahaya, suhu, objek, senyawa kimia) dan Chemio Itu mengacu pada bahan kimia yang, dengan demikian, memiliki karakteristik dan sifat tertentu.

Di alam dapat dikatakan bahwa semua organisme seluler dan sel yang memiliki kapasitas gerakan bebas menunjukkan beberapa jenis gerakan kemotaksis (oleh chemotixis), dan gerakan ini telah sangat dipelajari terutama dalam organisme uniseluler, prokariotik dan eukariotik.

Pengamatan pertama chemotixis pada prokariota, misalnya, dilakukan pada bakteri pada akhir abad ke -19, ketika sekelompok ahli biologi (termasuk Engelmann dan Pfeffer) menemukan pergerakan bakteri ke arah oksigen, ke elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen -elemen mineral tertentu dan dan elemen -elemen mineral tertentu dan dan elemen -elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen -elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen -elemen mineral tertentu dan dan elemen -elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan elemen mineral tertentu dan dan unsur mineral tertentu dan dan mineral tertentu dan dan mineral tertentu dan Nutrisi yang berbeda organik.

Molekul yang menarik dan penolak

Chemotaxis, atau pergerakan sel atau organisme dalam kaitannya dengan stimulus kimia, dapat terjadi sebagai gerakan ke arah Sumber stimulus atau melawan dari ini (pindah), tergantung pada karakteristik kimia dan sifat stimulus tertentu.

Dengan demikian, penulis yang berbeda telah mendefinisikan dua jenis zat, menarik dan Penolak Itu, seperti yang dapat dipahami atas nama Anda, masing -masing menyebabkan respons kemotaksis positif atau negatif.

Namun, harus dikatakan bahwa gerakan itu ke arah salah satu melawan yang menarik atau penolak relatif terhadap jenis sel, karena apa untuk beberapa mikroorganisme atau sel tubuh hewan, misalnya, adalah penolak, bagi yang lain itu bisa menjadi yang menarik dan sebaliknya.

Demikian juga, secara umum telah ditentukan bahwa gerakan ini sebanding dengan gradien kimia zat yang berfungsi sebagai "sumber stimulus", yaitu, yang tergantung pada konsentrasi mereka dan jarak di mana mereka berkaitan dengan ini.

Gerakan kemotaksis

Kedua sel yang merupakan bagian dari jaringan dan organ hewan, tumbuhan dan jamur, dan yang membentuk populasi spesies organisme uniseluler yang berbeda, eukariota dan prokariota, secara permanen sensor Lingkungan yang mengelilingi mereka.

Itu bisa melayani Anda: agar Salmonella-Shigella

Ini sensus Ini memungkinkan mereka, terutama organisme uniseluler, mengidentifikasi kemungkinan sumber makanan atau bahaya potensial dan menanggapi rangsangan spesifik ini: salah satu respons yang paling umum adalah gerakan, sehingga sel -sel ini mendekati atau menjauh dari sumber sumber dari sumber stimulus dengan kecepatan, tergantung pada kasusnya.

Terlepas dari jenis sel atau apa jenis stimulus kimia yang dipertanyakan, semua respons kemotaksis bergantung pada sistem untuk ligan, penerima dan, dalam kebanyakan kasus, pembawa pesan kimia yang mentransmisikan informasi ke komponen intraseluler yang bertugas untuk membawa pengangkatan keluar jawabannya.

Reseptor dikenal sebagai Chemiorreceptors, Mereka berspesialisasi untuk persepsi konsentrasi kecil molekul kimia tertentu, yang bertindak sebagai Ligan, dan utusan intraseluler bervariasi dari satu sel ke sel lainnya.

Chemotixis dalam eukariota

Dalam semua sel eukariotik, termasuk organisme eukariotik uniseluler, pergerakan terhadap segala jenis stimulus tergantung pada serangkaian mekanisme yang disebarluaskan secara luas, yang berkaitan dengan regulasi komponen sitoskeleton.

Sitoskeleton adalah jaringan intraseluler yang kompleks yang berpartisipasi dalam komunikasi intraseluler, gerakan organel dan vesikel intraseluler, dll., dan itu terdiri dari tiga jenis filamen yang dikenal sebagai mikrofilamen, Mikrotubulus Dan filamen menengah.

Sel eukariotik hewan

Mikrofilamen dibentuk oleh protein yang disebut aktin, mikrotubulus adalah polimer tubulin dan filamen menengah mewakili kelompok yang lebih heterogen, dibentuk oleh berbagai jenis protein yang berbeda.

Dengan demikian, polimerisasi dan depolimerisasi unsur -unsur yang membentuk sitoskeleton adalah apa yang memungkinkan atau berasal dari pergerakan sel eukariotik dalam menghadapi stimulus apa pun, termasuk rangsangan kemotaksis.

Pada gilirannya, fenomena polimerisasi dan depolimerisasi ini dikontrol secara genetik, karena kondisi tertentu ditetapkan untuk ekspresi enzim yang mengontrol proses ini setelah penerimaan stimulus kimia.

Dapat melayani Anda: Phototrophos

Fenomena ini tergantung, khususnya pada serangkaian enzim, lebih dikenal sebagai kinase atau protein kinase: serin kinase, hiruk pikuk atau baut tirosin.

Fungsi Chemotoxis dalam eukariota multiseluler

Gerakan kemotaksis dalam organisme multiseluler sangat penting untuk pencapaian perkembangan dan untuk berfungsinya tubuh yang tepat.

Faktanya, selama pengembangan patologi tertentu seperti kanker (pada hewan vertebrata), itu adalah gangguan atau cacat dalam mekanisme yang mengontrol respon kemotaksis yang mengarah ke metastasis, yang merupakan pelepasan sel tumor dan distribusinya ke bagian yang berbeda tubuh.

Di sisi lain, banyak fungsi sistem kekebalan bergantung pada beberapa sel tubuh yang menghasilkan molekul "kemotaksis" yang disebut sitokin dan chemiocins, yang menarik sel mobile, seperti sel T, ke arah diri mereka sendiri untuk menjalankan beberapa fungsi khusus.

Chemotaxis dalam prokariota

Bakteri dan lengkungan, seperti dua kelompok yang representatif dari organisme prokariotik, juga menghadirkan gerakan kemotaksis dan, pada kenyataannya, adalah yang paling banyak dipelajari di alam.

Gerakan flagella dalam bakteri flagellated polar. Sumber: Brudersohn, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons

Bakteri memiliki serangkaian protein pengatur yang mengarahkan dan mengontrol pergerakan sel yang terjadi terhadap kondisi lingkungan yang berbeda, dan mekanisme kontrol gerakan ini tidak tergantung pada keberadaan flagela atau silia pada permukaan sel, atau apakah gerakan tersebut terjadi dengan meluncur.

Sistem ini berpartisipasi dalam kontrol gerakan terhadap berbagai jenis rangsangan kimia, baik di depan nutrisi seperti peptida, gula atau asam amino, atau di depan rangsangan yang agak negatif seperti adanya zat beracun atau asam asam.

Penting untuk menyebutkan bahwa serangkaian protein pengatur yang sama berpartisipasi dalam kontrol gerakan sebagai respons terhadap konsentrasi oksigen (aerotaxis), suhu (thermotaxis), tekanan osmotik (osmotaxis) dan cahaya (phototaxis), dari apa yang dapat kita simpulkan pentingnya.

Untuk mencapai gerakan sebagai respons terhadap adanya senyawa kimia yang ditentukan, kemudian, bakteri memicu serangkaian proses molekuler yang terkait satu sama lain, sebanding dengan "memori" dan "pembelajaran" yang menjadi ciri sistem sensorik motor dan regulasi neuronal dalam "lebih tinggi" organisme.

Dapat melayani Anda: noda gram

Sistem histidin-partner fosfotransferase

Pada bakteri, rute sensorik yang paling umum adalah yang termasuk dalam sistem histidin-partat fosfotransferase, yang memiliki setidaknya dua komponen: protein histidin kinase dimic dan regulator respons.

Sekitar 600 dari sistem ini telah dijelaskan dan beberapa spesies dapat memiliki lebih dari 100, yang mereka gunakan untuk memediasi respons gerakan mereka terhadap berbagai jenis rangsangan lingkungan.

Fungsi chemotaxis pada bakteri

Meskipun chemotoxis mungkin tampak seperti proses respons spontan terhadap stimulus kimia, pada bakteri biasanya merupakan bagian dari papan nama intraseluler yang berbeda dan kompleks yang memiliki implikasi penting dalam:

• Itu patogenisitas, Karena chemotoxis sangat penting bagi banyak spesies patogenik untuk menjajah dan menyerang inang mereka, yang mereka kelola untuk menyensor perubahan pH, konsentrasi nutrisi, konsentrasi oksigen, osmolaritas, dll. Melalui chemotaxis mereka dapat dipandu menuju situs spesifik dari host mereka di mana mereka dapat berkembang biak.
• Pendirian Asosiasi Simbiotik, Karena sangat mungkin bahwa beberapa bakteri dari tanah kehidupan bebas (rizobacteria) mencapai rambut radikal tanaman legum yang dengannya mereka terkait berkat pengakuan senyawa kimia yang menarik yang mereka hasilkan dalam eksudat radikal mereka.
• Formasi dari Biofilm (Permukaan besar bakteri "terhubung" satu sama lain melalui jaringan polisakarida), yang membutuhkan sensus dan pergerakan bakteri menuju daerah umum, diarahkan, antara lain, dengan mekanisme yang berkaitan dengan komunikasi kimia.

Referensi

1. Adler, J. (1966). Kemotaksis pada bakteri. 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. Ensiklopedia Wiley Biologi Kimia. 2008. Logam dalam Kedokteran: Tinjauan Pengantar. di media.
4. Stok, j. B., & Baker, m. D. (2009). Chemotaxis. Di Encyclopedia of Microbiology (PP. 71-78). Elsevier Inc.
5. Wadhams, g. H., & Armitage, J. P. (2004). Masuk akal dari semuanya: bakteri chemotaxis. Ulasan Alam Biologi Sel Molekul, 5 (12), 1024-1037.