Axonema -Eigenschaften und Zusammensetzung

Er Axonema Es handelt. Seine Struktur besteht aus einer Plasmamembran, die ein Paar zentraler Mikrotubuli und neun Paare peripherer Mikrotubuli umgibt.

Axonema befindet sich außerhalb der Zelle und dem Anker im Inneren durch den Basalkörper. Es hat einen Durchmesser von 0,2 & mgr; m und seine Länge kann in Zilien von 5 bis 10 μm in der Geißel einiger Arten variieren, obwohl diese im Allgemeinen 50-150 μm messen.

Elektronisches Transmissionsmikroskopbild. Durch das Axonema geschnitten, das aus Chlamydomonas sp isoliert wurde. Genommen und bearbeitet von: Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College [Public Domain].

Die Axonema -Struktur von Zilien und Flagellen ist in allen eukaryotischen Organismen von Mikroalgen sehr konservativ Chlamydomonas zur Geißel des menschlichen Spermas.

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Eigenschaften

Die Axonemas der überwiegenden Mehrheit der Zilien und Geißel weisen eine Konfiguration auf.

Die Mikrotubuli jedes Paares unterscheiden sich in Größe und Zusammensetzung, mit Ausnahme des zentralen Drehmoments, das beide ähnlichen Mikrotubuli aufweist. Diese Tubuli sind stabile Strukturen.

Die Mikrotubuli präsentieren Polarität und alle haben die gleiche Anordnung, wobei ihr "+" Ende in Richtung Apex und das Ende "-" Grundsätzlich gefunden wurde.

Struktur und Zusammensetzung

Wie wir bereits erwähnt haben, ist die Axonema -Struktur Typ 9+2. Mikrotubuli sind lange zylindrische Strukturen, die durch Protofilamente gebildet werden. Protofilamente sind wiederum aus Proteinuntereinheiten, die als Alpha Tubuline und Beta Tubulin bezeichnet werden.

Jedes Protofilament hat an einem Ende eine Alpha -Tubulin -Einheit, während das andere Ende eine Beta -Tubuline -Einheit hat. Das Ende mit dem Beta Tubulina-Terminal heißt "+" Ende, das andere Ende wäre das Ende "-" ". Alle Protofilamente derselben Mikrotubuli sind mit der gleichen Polarität ausgerichtet.

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Die Mikrotubuli enthalten zusätzlich zu den Tubulinen Proteine, die als Proteine ​​bezeichnet werden, die sich auf Mikrotubuli beziehen (MAP). Von jedem Paar peripherer Mikrotubuli besteht die kleinste Größe (Mikrotubuli A) aus 13 Protofilamenten.

Mikrotubulum B hat nur 10 Protofilamente, ist jedoch größer als Mikrotubuli zu. Das Drehmoment des zentralen Mikrotubules hat die gleiche Größe und jeder von ihnen besteht aus 13 Protofilamenten.

Dieses Drehmoment dieses zentralen Mikrotubules wird von der Zentralscheide der Protein Natur eingesperrt, die mit den Mikrotubuli mit Radialstrahlen mit den Peripheriegeräten verbunden ist. Für ihren Teil binden sich die Mikrotubuli A und B jedes Paares durch ein Protein namens Nexina an einander.

Der Mikrotubuli auch Teil eines Armepaares, das durch ein Protein namens Dineina gebildet wird. Dieses Protein ist dafür verantwortlich, die im ATP verfügbare Energie zu nutzen, um die Bewegung von Zilien und Geißeln zu erreichen.

Axonema wird extern von einer Ziliar- oder Flagellarmembran bedeckt, die die gleiche Struktur und Zusammensetzung der Plasmamembran der Zelle hat.

Vereinfachte Darstellung des Querschnitts eines Axonems. Genommen und bearbeitet von: Aaronm bei English Wikipedia [Public Domain].

Ausnahmen vom Modell „9+2“ von Axonema

Obwohl die Zusammensetzung „9+2“ von Axonema in den meisten ciliierten und/oder flagellierten eukaryotischen Zellen stark erhalten bleibt, gibt es einige Ausnahmen von diesem Modell.

In der Spermie einiger Arten geht das zentrale Drehmoment von Mikrotubuli verloren und führt zu einer Konfiguration "9+0". Die Flagellenbewegung in diesen Spermien scheint nicht sehr von denen zu variieren, die in Axonemas mit normaler Konfiguration beobachtet wurden. Daher wird angenommen, dass diese Mikrotubuli keine wichtige Teilnahme an der Bewegung haben.

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Dieses Axonema -Modell wurde bei Spermien von Arten wie Fischen beobachtet Lycondontis und von Geschlechtsanélidos Myzostomum.

Eine weitere in Axonemas beobachtete Konfiguration ist die Konfiguration „9+1“. In diesem Fall gibt es ein einzelnes zentrales Mikrotubulus anstelle eines Paares. In solchen Fällen ist das zentrale Mikrotubulus weit verbreitet und zeigt mehrere konzentrische Wände.

Dieses Axonema -Modell wurde in den männlichen Gameten einiger Arten von flachen Würmern beobachtet. Bei diesen Spezies wird dieses Axonema -Modell jedoch nicht in anderen ciliierten oder flagellierten Zellen von Organismen wiederholt.

Axonema -Bewegungsmechanismus

Untersuchungen der Flagellenbewegung haben gezeigt, dass die Flexion dieser ohne Kontraktion oder Verkürzung der Axonema -Mikrotubuli auftritt. Aus diesem Grund hat der Zytologe Peter Satir ein Flagellarbewegungsmodell vorgeschlagen, das auf der Verschiebung von Mikrotubuli basiert.

Nach diesem Modell wird die Bewegung dank der Vertreibung eines Mikrotubulus jedes Paares auf ihrem Partner erreicht. Dieses Modell ähnelt dem Erdrutsch von Myosinketten auf Actin während der Muskelkontraktion. Die Bewegung tritt in Gegenwart von ATP auf.

Dineinarme sind im Mikrotubulus A jedes Paares verankert, wobei die Enden in Richtung Mikrotubulum B gerichtet sind. Zu Beginn der Bewegung haften Dineinarme an der Bindungsstelle in Mikrotubuli B. Dann tritt eine Änderung der Konfiguration des Stanzes, die das Mikrotubulum B nach unten antreibt.

Nexin hält beide Mikrotubuli nahe beieinander beibehält. Anschließend sind Dineinarme von Mikrotubuli B getrennt. Dann wird er sich wieder anschließen, um den Vorgang zu wiederholen. Dieser Schlupf tritt abwechselnd zwischen einer Seite und einer anderen von Axonema auf.

Diese Verschiebung auf einer Seite und eines der Axonema veranlasst die Cilio oder die Geißel, zuerst zur Seite und dann zur gegenüberliegenden Seite zu verdoppeln. Der Vorteil des Flagellar -Bewegungsmodells von Satir besteht darin, dass er die Bewegung des Anhangs unabhängig von der Axonema -Konfiguration der Axonema -Mikrotubuli erklären würde.

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Axonema -bezogene Krankheiten

Es gibt mehrere genetische Mutationen, die eine abnormale Entwicklung von Axonema verursachen können. Diese Anomalien können unter anderem das Fehlen eines der Arme von Die Innern, entweder des Innen- oder Außenbereichs der zentralen Mikrotubuli oder der Radialstrahlen sein, sein.

In diesen Fällen wird ein Syndrom namens Kartagener -Syndrom entwickelt, bei dem die Menschen, die darunter leiden.

Diese Patienten entwickeln auch ein Eingeweide in einer umgekehrten Position in Bezug auf die normale Position; Zum Beispiel das Herz auf der rechten Körperseite und die Leber auf der linken Seite. Dieser Zustand ist als Situs Investus bekannt.

Es neigt auch anfällig für diejenigen.

Eine andere Krankheit im Zusammenhang mit einer abnormalen Entwicklung von Axonema ist eine polyzystische Nierenerkrankung. Darin werden in den Nieren mehrere Zysten entwickelt, die die Niere zerstören. Eine solche Krankheit ist auf eine Mutation in Genen zurückzuführen, die Proteine ​​kodieren, die als Polystyinas bezeichnet werden.

Verweise

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