OBEH HÚB: VÝŽIVNÉ LÁTKY, LÁTKY, OSMOREGULÁCIA - BIOLÓGIE - 2024

Cirkulácia huby je systém, ktorým je preprava látok dochádza zvonku smerom dovnútra húb a naopak. To zahŕňa vstrebávanie živín na ich distribúciu v celej jeho štruktúre, ako aj transport enzýmov a vylučovanie látok, okrem iných funkcií, ktoré si vyžadujú výmenu tekutín.

Tieto organizmy neobsahujú rastliny podobné chlorofylu a neobsahujú ani systém krvných ciev ako v prípade zvierat. Na rozdiel od toho huby nemajú na túto funkciu špeciálne tkanivo.

Grafické znázornenie obehu tekutín v hýf a kvasinkách. Zdrojový obrázok vľavo Flickr, obrázok vpravo na Wikipedia.com

Huby sa však, rovnako ako všetky živé bytosti, správajú ako dynamické systémy, v ktorých dochádza k preprave látok a živín. V tomto prípade sa uskutočňujú pohybom cytoplazmy alebo pomocou transportných vezikúl.

Cirkulácia tekutín v hubách sa dá pozorovať v procese trávenia a absorpcie živín, v morfogenéze štruktúr húb, v osmotickej rovnováhe a pri vyhadzovaní odpadových látok.

V týchto mikroorganizmoch existujú mechanizmy, ktoré regulujú vstup a výstup látok, ako aj špecifické mechanizmy ich prepravy.

Obeh tekutín v týchto organizmoch je veľmi dôležitý pre ich prežitie. Cieľom látok používaných na liečenie plesňových infekcií je preto zmena priepustnosti cytoplazmatickej membrány, čo vedie k nerovnováhe v bunke, ktorá končí bunkovou smrťou.

Obeh živín

Kŕmenie húb sa uskutočňuje procesom nazývaným priama absorpcia. Tento systém asimilácie živín vyžaduje predchádzajúci krok, v ktorom huby vylučujú enzýmy do životného prostredia, aby degradovali organickú hmotu, a tak boli schopné absorbovať svoje živiny v menších molekulách.

Vykonávajú teda určitý druh vonkajšieho trávenia (mimo bunkovú štruktúru). Potom rozpustené výživné látky prechádzajú bunkovou stenou (ktorá sa skladá z chitínu), aby sa nakoniec rovnomerne distribuovali k protoplazme pomocou procesu nazývaného jednoduchá difúzia alebo osmóza, pri ktorom nedochádza k žiadnym výdajom energie.

Táto forma kŕmenia je známa pod menom osmotrofie. Okrem toho sa v dôsledku spôsobu, akým sa huby živia, hovorí, že sú heterotrofné, pretože nemôžu produkovať svoje vlastné organické zlúčeniny, ako sa vyskytuje v autotrofných organizmoch.

To znamená, že energia, ktorú potrebujú, sa získa asimiláciou a metabolizmom organických zlúčenín rozpustených exoenzýmami.

Štruktúry zodpovedné za distribúciu živín vo vláknitých alebo viacbunkových hubách sú hýfy. Zúčastňujú sa na výmene živín a vody medzi rôznymi časťami huby.

Cirkulácia látok v morfogenéze húb

Tvorba štruktúr huby si vyžaduje aj cirkuláciu látok. Deje sa to trochu inak.

Predĺženie haluby

Predĺženie hýf v hubách je možné vďaka smerovému transportu vezikúl obsahujúcich prekurzorové látky z hyphalácie spolu so syntetázami. Tieto vezikuly sú nasmerované k apikálnej kupole hýfy, kde dôjde k uvoľneniu vezikulárneho obsahu.

Vytvorenie novej hyfálnej steny na tvorbu a polymerizáciu mikrofibríl vyžaduje enzým chitínsyntetáza. Tento enzým je transportovaný na hyphal tip v mikrovezikulách nazývaných chitozómy vo forme zymogénov (inaktívny enzým).

Chitozómy sa tvoria v cytoplazme vo voľnej forme alebo vo väčších vezikulách podobných tým, ktoré sa generujú Golgiho aparátom.

Následne k aktivácii chitínsyntetázy dochádza fúziou chitozómu s plazmou, čo umožňuje interakciu proteázy naviazanej na membránu s inaktívnym enzýmom (zymogén). Takto začína mikrofibrilogenéza chitínu na hyphal špičke.

Pučiace kvasnice

V prípade kvasiniek existuje aj preprava látok. V tomto prípade je nevyhnutná biosyntéza kvasinkového cytoskeletu. Vyžaduje proteázovú syntetázu, ktorá je rovnomerne distribuovaná v cytoplazme a ktorá sa viaže na bunkovú membránu.

Tento enzým je aktívny v miestach rastu kvasiniek a je neaktívny, keď nedochádza k deleniu.

Predpokladá sa, že aktivačné látky enzýmu sa môžu transportovať cez mikrovezikuly do plazmatémie v miestach, kde je aktívna biosyntéza bunkovej steny (pučanie a septálna separácia).

Rovnováha medzi syntézou predĺženia steny hypha alebo kvasnice a úpravou matrice

V procesoch tvorby a zavádzania nových štruktúr a modifikácie už existujúcej matrice, tak v prípade vláknitých húb, ako aj v kvasinkových púčikoch, musí existovať rovnováha.

V tomto zmysle bola objavená prítomnosť lytických enzýmov, ktoré sú transportované v makrovezikulách tak, aby smerovali na hermálnu špičku alebo kvasinkový púčik.

Týmito enzýmami sú Pi-3-glukanáza, N-acetyl-P-D-glukozamináza a chitináza. Enzýmy pôsobia, keď sa makrovýzol fúzuje s plazmatickou membránou a uvoľňujú sa na vhodnom mieste, aby vykonali svoj účinok (exocytóza).

osmoregulace

Tento proces zahŕňa pohyb látok rôznymi mechanizmami, ako je pasívny transport, aktívny transport a exocytóza.

Kvasinky a niektoré plesne sú charakterizované osmofilnými alebo xerotolerantnými mikroorganizmami. To znamená, že môžu rásť v neiónových prostrediach s vysokou osmolaritou. To im umožňuje rast na substrátoch s vysokou koncentráciou organických zlúčenín, ako je glukóza.

Na pochopenie tohto mechanizmu, ktorý odhalil, že kvasinky obsahujú vysoko hydrofilné proteíny, ktoré chránia bunku pred dehydratáciou, sa vykonal veľký výskum.

Tiež sa zistilo, že látky, ako je glycerol, môžu pôsobiť ako osmoregulačné látky, ktoré chránia bunky pred hubami, čo im umožňuje rýchlejšie sa prispôsobiť osmotickým zmenám.

Mechanizmy prepravy látok

Vo vnútri húb sa môžu vyskytnúť tri rôzne typy transportu látok: pasívny transport, aktívny transport a exocytóza.

Pasívny transport je taký, ktorý sa uskutočňuje bez výdaja energie, pretože sa vyskytuje jednoduchou difúziou (výstup alebo vstup látok cez akúkoľvek časť membrány). V tomto prípade látka prechádza na druhú stranu membrány, kde je koncentrácia tohto metabolitu nižšia. Látka teda môže prechádzať zvnútra huby smerom von alebo naopak.

Môže k tomu dôjsť aj prostredníctvom uľahčenej difúzie, ktorá funguje na rovnakom princípe ako predchádzajúci proces, s tou výnimkou, že používa transportné proteíny nachádzajúce sa v plazmatickej membráne.

Na druhej strane je aktívny transport taký, ktorý vyžaduje energetické výdavky, pretože sa vyskytuje proti koncentračnému gradientu.

Exocytóza je exkrécia látok von, ktoré sa uvoľňujú cez vezikuly, keď sa fúzujú s plazmatickou membránou.

Likvidácia odpadových látok

Plesne v dôsledku metabolizmu vylučujú odpadové látky, ktoré sa vylučujú bunkovými membránami. Tento proces je známy ako vylučovanie a vyskytuje sa prostredníctvom exocytózy.

Látky uvoľňované hubami môžu byť neskôr použité inými organizmami alebo samy osebe.

Vplyv fungicídov na cirkuláciu húb

Antimykotiká sú látky používané na odstránenie patogénnych alebo oportúnnych húb, ktoré spôsobujú u ľudí a zvierat špecifickú patológiu.

Tieto lieky robia to, že menia pohyby určitých látok (ako je draslík alebo sodík) a zvyčajne spôsobujú ich únik z buniek. Na druhej strane iné indukujú vstup vápnikových iónov do tela, čo spôsobuje bunkovú smrť.

Dva z najbežnejších príkladov fungicídov sú amfotericín B a triazoly. Amfotericín B sa viaže na plesňové steroly a destabilizuje permeabilitu buniek, čo umožňuje únik cytoplazmatického materiálu a spôsobuje smrť.

Na druhej strane triazoly bránia syntéze ergosterolu. To spôsobuje stratu integrity plesňovej membrány.

Ref.

1. Cole GT. Základná biológia húb. In: Baron S, redaktor. Lekárska mikrobiológia. 4. vydanie. Galveston (TX): lekárska pobočka University of Texas v Galvestone; 1996. Kapitola 73. K dispozícii od: ncbi.nlm.nih.
2. Robinow C, Marak J. O plazmovej membráne niektorých baktérií a húb. Obeh. v roku 1962; 26: 1092-1104. K dispozícii na adrese: ahajournals.org
3. Osmoregulace. Wikipedia, slobodná encyklopédia. 21. apríla 2019, 00:20 UTC. 11. mája 2019, 01:13 en.wikipedia.org
4. Moreno L. Reakcia rastlín na stres spôsobený nedostatkom vody. Recenzia. Kolumbijská agronómia, 2009; 27 (2): 179-191. K dispozícii na adrese: magazines.unal.edu.co
5. Thompson L. Antimykotiká. Chil. infectol. , 2002; 19 (Suppl. 1): S22-S25. K dispozícii na adrese: https: // scielo.