CHEMOTAKTICIZMUS: ČO TO JE, PRÍKLADY - BIOLÓGIE

Chemotaxie je biologický proces, v ktorom je pohyb alebo premiestnenie niektorých buniek, ktoré majú byť priťahované k chemotaktické činidlá (chemikálie) nastane. Bunky môžu byť prokaryotické alebo eukaryotické; napríklad baktérie a leukocyty.

Tento jav sa vyskytuje v jednobunkových a mnohobunkových organizmoch, ktoré majú lokomočné orgány, ktoré im umožňujú pohyb. Je to mimoriadne dôležité pre všetky živé veci. Vyžaduje sa od okamihu, keď vznikne nová bytosť, a je dôležité, aby sa uskutočňovala počas rôznych fáz embryonálneho a fetálneho vývoja.

Zdroj: Gabriel Bolívar

Chemotakticizmus je nevyhnutný na vykonávanie normálnych funkcií mnohobunkových organizmov; napríklad výživa a obrana tela.

Bakteriálnu chemotaxiu objavili Engelmann a Pfeffer pred viac ako sto rokmi. Zistilo sa, že tieto mikroorganizmy môžu predstavovať rôzne typy chemotaxie v závislosti od toho, či je stimulom príťažlivosť alebo odpor voči chemotaktickému činidlu.

Spôsob, akým sa vyskytuje chemotaktická reakcia alebo charakteristiky vytesnenia, sa líši v závislosti od orgánov pohybu, ktoré majú organizmy.

Čo je chemotakticizmus?

Chemotakticizmus je reakcia, ktorú predstavujú prokaryotické alebo eukaryotické bunky, jednobunkové alebo mnohobunkové organizmy, ktoré sú mobilné. Gradient alebo rozdiel v koncentrácii chemickej látky ovplyvňuje smer jej pohybu, pretože reaguje na tento gradient prítomný v jej prostredí.

Chemotaktické faktory sú anorganické alebo organické látky. V bunkovej membráne organizmov sa nachádzajú proteíny chemotaxie, ktoré fungujú ako receptory detekciou rôznych typov chemických gradientov týchto látok.

Pohyb baktérií

Baktéria pláva v priamke otáčaním bičíka proti smeru hodinových ručičiek. V určitých intervaloch dochádza k zmene smeru bičíka; ktorá sa prejavuje v pohybe baktérií, ako je skákanie alebo skákanie.

Chemotaktické signály média vo všeobecnosti ovplyvňujú pohyb baktérií. Keď sa baktéria priblíži k atraktantovi, pláva v priamej línii dlhšie, občas ukazuje skoky; zatiaľ čo keď sa pohne ďalej od chemického faktora, robí to viac skokmi.

Chemotakticizmus sa líši od chemokinézy alebo chemokinézy v tom, že gradient mení pravdepodobnosť pohybu iba v jednom smere; to znamená, že pri chemokinéze chemická látka produkuje neorientovaný alebo náhodný pohyb organizmu.

druhy

Vzhľadom na zmysel alebo smer pohybu buniek vo vzťahu k atraktantnému faktoru je opísaná existencia dvoch typov chemotakticizmu: pozitívny a negatívny.

Pozitívny chemotakticizmus

Pohyb organizmu nastáva smerom k vyššej koncentrácii chemickej látky nachádzajúcej sa v jeho prostredí.

Napríklad: keď sa baktérie pohybujú alebo plávajú, priťahujú sa na miesta, kde je vyššia koncentrácia uhlíka vo forme glukózy.

Tento typ chemotakticizmu je na obrázku znázornený. Organizmus sa presúva do regiónov, kde je preň vyššia koncentrácia prospešnej látky; zatiaľ čo pri negatívnej chemotakticite nastáva opak: nič voči oblasti, kde je koncentrácia škodlivej látky nižšia.

Negatívny chemotakticizmus

Vyskytuje sa, keď sa pohyb organizmu vyskytuje v opačnom smere ako je miesto, kde je vyššia koncentrácia rozptýliteľnej chemikálie.

Príklad tohto typu negatívnej chemotaxie sa vyskytuje, keď sa baktérie môžu vzdialiť od určitých chemikálií, ktoré sú pre nich škodlivé. Stiahnú sa, utečú z miesta, kde sú látky, ako napríklad fenol, ktorý je pre nich jed.

Okrem opísanej chemotaxie existuje aj ďalšia klasifikácia pohybu, ktorá sa vytvára ako reakcia na typ modifikácie, ku ktorej dochádza v prostredí:

-Aerotaxia, čo je pohyb buniek smerom k miestu, kde je optimálna koncentrácia kyslíka.

- fototaxia alebo pohyb baktérií na miesta, kde je väčšie množstvo svetla.

- Taxík. Ten spočíva v pohybe baktérií na miesta, kde sú prijímače elektrónov; napríklad dusičnanový ión (NO ₃^- ).

Príklady

--Hemotakticizmus v bakteriálnej výžive

Prítomnosť chemotaktického faktora alebo chemického atraktantu, ako je cukor alebo aminokyselina, je zachytená špecifickými receptormi pre túto látku, ktorá sa nachádza na bakteriálnej membráne.

Metylácia a demetylácia špecifických membránových proteínov sprostredkovaná cyklickým guanozínmonofosfátom (cGMP) bola opísaná ako jeden z mechanizmov, ktoré spôsobujú, že baktérie vykonávajú rôzne typy chemotaxie.

Atraktívne chemotaktické faktory spôsobujú prechodnú inhibíciu demetylácie, zatiaľ čo repelentné faktory stimulujú demetyláciu.

- V oplodnení a embryonálnom vývoji

Za oplodnenie je zodpovedný chemotakticizmus. V tomto prípade je koncentračný gradient spôsobený progesterónom uvoľňovaným glomerulárnymi bunkami (ktoré obklopujú zona pellucida oocytu). To spôsobuje, že spermie cestujú do vajíčka vo vajcovode.

Počas rôznych štádií embryonálneho vývoja a počas organogenézy bunky migrujú a organizujú sa v reakcii na veľké množstvo špecifických chemotaktických faktorov; rovnako ako rastové faktory.

--Hemotakticizmus pri zápale

Faktory produkované mikroorganizmami

Pri zápalových reakciách vyvolaných v dôsledku infekcie produkujú rovnaké mikroorganizmy, ako sú baktérie, chemotaktické látky. Vyvolávajú chemotakticizmus, rýchlu migráciu alebo príchod polymorfných jadrových leukocytov na miesto, kde sa infekcia vyskytuje.

Bakteriálne peptidy iniciujú N-formyl-metionínom, ktoré sú chemo atraktantmi mnohých fagocytárnych hostiteľských buniek.

Chemotaktický faktor generovaný komplementom

Komplement je sada proteínov v sére, ktoré majú v tele obrannú funkciu a sú aktivované sériou proteolytických reakcií sekvenčným alebo kaskádovým spôsobom.

Tento doplnok sa môže aktivovať, keď príde do kontaktu s infekčnými mikroorganizmami alebo komplexmi antigén-protilátka; medzi generovanými aktívnymi fragmentmi je C5a.

Hlavnou funkciou komplementového fragmentu C5a je chemotaxia, ktorou priťahuje neutrofilné leukocyty a monocyty. Tieto bunky diapédézou prechádzajú vaskulárnym endoteliom a dostávajú sa do infikovaného tkaniva alebo sliznice, aby sa dosiahla fagocytóza alebo požitie patogénov alebo cudzích častíc.

Chemotaktické faktory generované bunkami

Niektoré bunky, ako napríklad monocyty a makrofágy, produkujú chemotaktické látky vrátane leukotriénov a rôznych interleukínov. B a T lymfocyty tiež uvoľňujú chemotaktické cytokíny, ktorých účinky zosilňujú imunitné reakcie.

- Zmena chemotakticizmu pri infekčných chorobách

Všeobecne je chemotaxia modifikovaná u pacientov s infekčnými chorobami, ako je AIDS a brucelóza.

Chemotakticizmus sa môže znížiť u niekoľkých syndrómov, pri ktorých je inhibovaná fagocytóza. To sa môže vyskytnúť pri zápalových ochoreniach, ako sú artritída, metastázy nádoru, otrava azbestom, okrem iných stavov.

Referencie

Ročné prehľady. (1975). Chemotaxia u baktérií. Získané z: nemenmanlab.org
Brooks, G.; Butel, J. a Morse S. (2005). Lekárska mikrobiológia Jawetz, Melnick a Adelberg. (18. vydanie) Mexico: The Modern Manual
Spermatozoa Chemotaxis. Sea Urchin Spermatozoa Chemotaxis. Získané z: embryology.med.unsw.edu.au
Wikipedia. (2018). Chemotaxie. Obnovené z: en.wikipedia.org
Williams a Wilkins (1994). Mikrobiológia Mechanizmy infekčných chorôb. (2. vydanie) Buenos Aires: Panamericana

CHEMOTAKTICIZMUS: ČO TO JE, PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2025