Apakah Pergerakan Cytoplasma?

The pergerakan sitoplasma, juga dikenali sebagai aliran protoplasmatic atau ciclois, adalah pergerakan bahan cecair (sitoplasma) dalam sel tumbuhan atau haiwan. Gerakan mengangkut nutrien, protein dan organel di dalam sel.

Ditemui buat pertama kalinya pada tahun 1830-an, kehadiran aliran sitoplasma membantu meyakinkan ahli biologi bahawa sel adalah unit asas kehidupan.

Walaupun mekanisme cytoplasmic penghantaran tidak difahami sepenuhnya, ia dipercayai dapat diselesaikan oleh protein "motor", yang terdiri daripada dua molekul protein menggunakan adenosina trifosfat untuk bergerak saudara protein kepada yang lain.

Jika salah satu daripada protein tetap tetap dalam substrat, seperti mikrofilam atau microtubule, protein motor dapat memindahkan organel dan molekul lain melalui sitoplasma..

Protein motor sering terdiri daripada filamen aktin, serat protein panjang sejajar dengan baris selari dengan arus dalam sel membran.

Molekul Myosin terikat kepada organel selular bergerak di sepanjang gentian actin, menunda organel dan menyapu kandungan sitoplasma lain dalam arah yang sama.

Penularan cytoplasma, atau siklosis, adalah satu peristiwa yang menggunakan tenaga dalam sel tumbuhan dan digunakan untuk mengedarkan nutrien dalam sitoplasma. Ia adalah perkara biasa dalam sel yang lebih besar, di mana penyebaran tidak mencukupi untuk pengedaran bahan tersebut.

Dalam tumbuhan, ia juga boleh digunakan untuk mengagihkan kloroplas untuk penyerapan cahaya maksimum untuk fotosintesis. Para saintis masih tidak faham bagaimana proses ini berlaku, walaupun hipotesisnya ditimbulkan bahawa microtubules dan microfilaments memainkan peranan, berinteraksi dengan protein motor organel.

Dalam beberapa sel tumbuhan terdapat pergerakan sitoplasmik yang berputar pesat, terhad kepada bahagian-bahagian periferi sel di sebelah dinding sel, yang membawa kloroplas dan granul.

Pergerakan ini dapat ditingkatkan dengan cahaya, dan bergantung pada suhu dan pH. Auxins, atau tumbuh-tumbuhan hormon pertumbuhan, juga boleh meningkatkan kelajuan pergerakan. Dalam sesetengah protozoa, seperti ciliates, pergerakan kitaran perlahan mengangkut vaksin pencernaan melalui badan sel.

Penghantaran sitoplasma

Penghantaran stoplasmik dalam sel tumbuhan timbul secara semulajadi melalui penyiaran sendiri mikrofilem

Banyak sel mempamerkan peredaran aktif berskala besar dari semua kandungan cecair mereka, satu proses yang disebut aliran atau pergerakan sitoplasma. Fenomena ini amat kerap berlaku di sel-sel tumbuhan, sering menyampaikan corak aliran yang dikawal.

Dalam mekanisme pemacu di dalam sel-sel tersebut, organelles yang dilapisi dengan myosin menimbulkan sitoplasma ketika mereka memprosesnya di sepanjang berkas-berkas filamen aktin yang ditetapkan di pinggir. Proses ini adalah proses pembangunan yang membina konfigurasi actin yang diperintahkan yang diperlukan untuk aliran yang koheren pada skala selular.

Telah diperhatikan bahawa paradigma asas yang mendasari protein motor yang berinteraksi dengan filamen polimer mempunyai banyak corak yang membentuk tingkah laku dalam persekitaran teori dan eksperimen.

Walau bagaimanapun, kajian-kajian ini sering diekstrak daripada konteks sistem biologi tertentu, dan khususnya tidak ada hubungan langsung dengan perkembangan transmisi sitoplasma.

Untuk memahami dinamik asas yang mendorong pembentukan aliran yang dipesan dan menyambungkan mikroskopik dengan makroskopik, pendekatan "atas ke bawah" alternatif adalah wajar.

Untuk melakukan ini, kita mendekati masalah melalui sistem prototaip tertentu. Kami mengamalkan contoh yang paling mengejutkan, alga air Chara corallina.

Sel-sel gergasi chara silinder internodal berukuran 1 mm dalam diameter dan sehingga 10 cm panjang. aliran berputar yang dipanggil "cyclosis" didorong oleh vesikel (retikulum endoplasma) disalut dengan protein myosin motor yang slaid sepanjang dua band membujur banyak filamen berterusan selari berlawanan diarahkan dan actin.

Setiap kabel adalah kumpulan filamen aktin banyak, masing-masing mempunyai polariti intrinsik yang sama. Motor-motor myosin bergerak pada filamen dengan cara yang diarahkan, dari ujungnya yang lebih kecil, hingga ke ujungnya yang lebih besar (dengan pancang).

Kabel-kabel ini dilampirkan pada kloroplas yang dibentuk secara kortikal di pinggir sel, menghasilkan halaju aliran 50-100 μm / s. Tidak jelas bagaimana pola ini mudah tetapi menarik dibentuk semasa morphogenesis, walaupun dapat disimpulkan bahawa mereka adalah hasil dari pola kimia yang rumit.

Mekanisme aliran sitoplasma dalam sel-sel alga chachaceous: gelongsor retikulum endoplasma sepanjang filamen aktin

Mikroskop elektron daripada sel-sel gergasi terus beku charáceas alga menunjukkan rangkaian tiga dimensi berterusan anastomosing tiub dan tangki retikulum endoplasma kasar menembusi sitoplasma kawasan aliran.

Bahagian retikulum endoplasmik ini menyambungkan berkas-berkas filamen aktin selari pada antara muka ke sitoplasma kortikal pegun.

Mitokondria, glikosom, dan organel sitoplasmik kecil lain yang tersangkut dalam rangkaian retikulum endoplasma menunjukkan gerak Brownian ketika mereka mengalir.

Mengikat dan menggeser membran retikulum endoplasma di sepanjang lead actin juga dapat divisualisasikan terus selepas sitoplasma sel-sel ini memisahkan menjadi penampan yang mengandungi ATP.

Daya ricih yang dihasilkan dalam antara muka dengan kabel actin berlepas, agregat besar bergerak retikulum endoplasma dan organel lain. Gabungan pembekuan cepat mikroskop elektron dan mikroskop video sel-sel hidup dan sitoplasma berlepas menunjukkan bahawa penghantaran bergantung kepada membran retikulum endoplasma cytoplasmic menggelongsor di kabel actin pegun.

Oleh itu, rangkaian retikulum endoplasma yang berterusan menyediakan cara untuk mengenakan daya motif dalam sitoplasma dalam dalam sel yang jauh dari aktin kortikal yang mengetuai di mana daya motif dihasilkan.

Peranan dalam pengangkutan intrasel

Walaupun sejumlah besar karya telah diterbitkan berdasarkan asas molekul dan hidrodinamika pergerakan sitoplasmik, agak sedikit pengarang yang terlibat dalam perbincangan mengenai fungsi mereka.

Untuk masa yang lama ia telah dicadangkan bahawa aliran ini membantu pengangkutan molekul. Walau bagaimanapun, hipotesis spesifik mengenai mekanisme yang mana penghantaran mempercepatkan kadar metabolik tidak dapat dianalisa.

Penyebaran tidak dapat menjelaskan banyak fenomena pengangkutan di dalam sel dan tahap homeostasis di sepanjang laluan tidak dapat dijelaskan lebih daripada mengandaikan bahawa mereka adalah bentuk pengangkutan aktif.

Topologi yang sangat simetris dari arus karboksilena tampaknya telah berevolusi dengan biaya evolusi yang cukup besar, sebagaimana juga tercermin dalam fakta bahwa myosin yang terdapat dalam organisme ini adalah yang paling cepat diketahui..

Berdasarkan apa yang kita ketahui tentang alga characeous, kita melihat bahawa transmisi terlibat dalam pelbagai peranan dalam metabolisme sel. Ia membantu pengangkutan antara sel dan, oleh itu, adalah penting untuk membekalkan aliran tetap blok bangunan selular ke sel-sel yang baru terbentuk di hujung pucuk.

Ia juga penting untuk mengekalkan kumpulan alkali yang memudahkan penyerapan karbon bukan organik dari air sekitar. Walau bagaimanapun, persoalan utama yang sebahagian besarnya tidak dijawab adalah dengan tepat apa peranan pergerakan sitoplasmik dapat dimainkan dalam penghapusan kesesakan difusi yang nampaknya mengehadkan saiz sel dalam organisma lain.

Malah, aliran ini boleh membantu peraturan homeostatic semasa pengembangan pesat jumlah sel, tetapi mekanisme yang tepat di mana ia kekal sebagai kawasan penyelidikan terbuka.

Sumbangan yang paling penting dari segi perbincangan terkuantum kesan aliran pengangkutan cytoplasmic intrasel pasti Pickard. Saintis ini membincangkan peningkatan kadar aliran dan masa penyebaran skala dengan saiz sel, dan interaksi antara lapisan bertakung periplasm sekitar deretan kloroplas, dan endoplasma lapisan bergerak.

Beliau menegaskan kemungkinan pembukaan sumber titik dapat membantu homeostasis dengan menaikkan turun naik dalam bidang tumpuan. Beliau juga menaikkan tanggapan bahawa aliran sitoplasma seperti itu tidak semestinya memberi manfaat kepada sel jika tujuan sebenar adalah pengangkutan zarah sepanjang sitoskeleton..

Gerakan cytoplasmik membolehkan pengagihan molekul dan vesikel dalam sel tumbuhan yang besar

Kajian terkini tumbuhan akuatik dan daratan menunjukkan bahawa fenomena yang sama menentukan pengangkutan intraselular organel dan vesikel. Ini menunjukkan bahawa aspek isyarat selular yang terlibat dalam pembangunan dan tindak balas kepada rangsangan luar dipelihara merentas spesies.

Pergerakan motor molekul sepanjang filamen cytoskeletal langsung atau tidak langsung menarik cytosol cecair, yang membawa kepada cyclosis (pergerakan cytoplasmic) dan yang menyentuh kecerunan spesies molekul dalam sel, dengan implikasi metabolik penting yang berpotensi sebagai kekuatan motor untuk pengembangan sel.

Penyelidikan telah menunjukkan bahawa myosin XI berfungsi dalam pergerakan organel yang memacu aliran sitoplasma di tumbuhan akuatik dan terestrial. Walaupun jisim sitoskeleton yang dipelihara, yang mendorong pergerakan organelle antara tumbuhan akuatik dan bumi, halaju siklosis dalam sel tumbuhan berbeza mengikut jenis sel, peringkat perkembangan sel, dan spesies tumbuhan..

Rujukan

1. The Editors of Encyclopædia Britannica. (2009). aliran cytoplasmic. 9-2-2017, oleh Encyclopædia Britannica, inc.
2. Darling, D. (2016). Streaming Cytoplasmik. 9-2-2017, dari The Worlds of David Darling.
3. Goldstein, R. (2015). Perspektif fizikal pada aliran cytoplasmic. 02-10-2017, dari The Royal Society Publishing.
4. com (2016). Streaming Cytoplasmic, atau siklosis,. 10-2-2017, dari Microscope.com.
5. Verchot, L. (2010). Streaming Cytoplasmik membolehkan pengagihan molekul dan vesikel dalam sel tumbuhan yang besar ... 10-2-2017, dari Perpustakaan Negara Perubatan Negara AS Laman web Institut Kesihatan Negara: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Wolff, K., Marenduzzo, D., & Cates, M. E. (2012). Penstrakan stoplasmik dalam sel tumbuhan: peranan slip dinding. Jurnal Royal Society Interface, 9 (71), 1398-1408. 
7. Kachar, B. (1988). Mekanisme penangkapan sitoplasma dalam sel-sel algal characean: gelongsor retikulum endoplasmik sepanjang filamen aktin ... 11-2-2017, dari Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi, U.S..