Chemiotaxis

Chemotaxis in Bakterien

Was ist Chemotoxis?

Chemotaxis ist definiert als die Ausrichtung oder Bewegung eines Organismus oder einer mobilen Zelle als Reaktion auf das Vorhandensein bestimmter chemischer Substanzen in der Umgebung um ihn herum. Die Bewegung kann in Richtung der Quelle des chemischen Stimulus oder dagegen sein, dh sich davon ab.

"Chemiotaxis" ist ein zusammengesetzter Begriff: Taxen definiert die Bewegung eines Organismus oder einer Zelle als Reaktion auf bestimmte Arten von Stimuli (Licht, Temperatur, Objekte, chemische Verbindungen) und Chemio Es bezieht sich auf eine Chemikalie, die als solche besonderen Eigenschaften und Eigenschaften aufweist.

In der Natur kann gesagt werden.

Die ersten Beobachtungen der Chemiotaxis in Prokaryoten wurden beispielsweise Ende des 19. Jahrhunderts in Bakterien durchgeführt, als eine Gruppe von Biologen (einschließlich Engelmann und Pfeffer) die Bewegung von Bakterien in Sauerstoffrichtung entdeckte, zu bestimmten Mineralelementen und Verschiedene Nährstoffe organisch.

Attraktive und abstoßende Moleküle

Chemotaxis oder die Bewegung von Zellen oder Organismen in Bezug auf einen chemischen Reiz kann als Bewegung auftreten zu Die Stimulusquelle oder gegen von diesem (sich weg), abhängig von den chemischen Eigenschaften und bestimmten Stimuluseigenschaften.

Somit haben verschiedene Autoren zwei Arten von Substanzen definiert, die attraktiv und das Repellents Dies, wie in Ihrem Namen verstanden werden kann, verursachen eine positive bzw. negative chemotaktische Reaktion.

Es muss jedoch gesagt werden, dass die Bewegung zu entweder gegen eines attraktiven oder abstoßenden Abstoßes ist relativ zur Art der Zelle, denn was für einige Mikroorganismen oder Zellen des Körpers eines Tieres zum Beispiel ein Abstoßungsmittel ist, für andere kann es ein attraktives und umgekehrt sein.

Ebenso wurde allgemein festgestellt, dass die Bewegung proportional zum chemischen Gradienten der Substanzen ist, die als „Quelle des Stimulus“ fungieren.

Die chemotaktische Bewegung

Beide Zellen, die Teil tierischer, Pflanzen- und Pilzgewebe und Organe sind, und diejenigen, die die Populationen verschiedener Arten von einzelligen Organismen, Eukaryoten und Prokaryoten ausmachen, sind dauerhaft zensieren Die Umgebung, die sie umgibt.

Es kann Ihnen dienen: Salmonella-Shigella-Agar

Das Volkszählung Es ermöglicht ihnen, insbesondere einzellige Organismen, die Ermittlung möglicher Lebensmittelquellen oder potenzieller Gefahr und Reaktion auf diese spezifischen Reize Der Stimulus mit einer gewissen Geschwindigkeit, abhängig vom Fall.

Unabhängig vom Zelltyp oder der Art des fraglichen chemischen Stimulus hängen alle chemotaktischen Reaktionen von einem System für einen Liganden, einen Empfänger und in den meisten Fällen von einem chemischen Boten ab, der die Informationen an die intrazellulären Komponenten überträgt, die für den Tragen verantwortlich sind Aus der Antwort.

Rezeptoren sind bekannt als Chemiorrezeptoren, Sie sind spezialisiert auf die Wahrnehmung kleiner Konzentrationen bestimmter chemischer Moleküle, die als Liganden, und intrazelluläre Boten variieren von einer Zelle zur anderen.

Chemiotaxis in Eukaryoten

In allen eukaryotischen Zellen, einschließlich einzelliger eukaryotischer Organismen.

Zytoskelett ist ein komplexes intrazelluläres Netzwerk, das an der intrazellulären Kommunikation, der intrazellulären Organelle und der Vesikelbewegung usw. beteiligt ist., und das besteht aus drei Arten von Filamenten, die als als bezeichnet werden Mikrofilamente, Mikrotubuli Und Zwischenfilamente.

Tier eukaryotische Zelle

Mikrofilamente werden durch ein Protein namens Actin gebildet, Mikrotubuli sind Tubulinpolymere und Zwischenfilamente repräsentieren eine heterogenere Gruppe, die durch verschiedene Arten verschiedener Proteine ​​gebildet wird.

Somit ist die Polymerisation und Depolimerisierung der Elemente, aus denen das Zytoskelett besteht.

Diese Polymerisations- und Depolimerisierungsphänomene werden wiederum genetisch kontrolliert, da bestimmte Bedingungen für die Expression der Enzyme festgelegt werden, die diese Prozesse nach der Empfang des chemischen Reizes steuern.

Kann Ihnen dienen: Phototrophos

Diese Phänomene hängen speziell von einer Reihe von Enzymen ab, die besser als Kinasen oder Proteinekinasen bekannt sind: Serinkinasen, Trubel oder Tyrosinschrauben.

Chemotoxisfunktionen in mehrzelligen Eukaryoten

Chemotaktische Bewegungen in mehrzelligen Organismen sind entscheidend für die Entwicklung der Entwicklung und für die ordnungsgemäße Funktionsweise des Körpers.

Tatsächlich ist es während der Entwicklung bestimmter Pathologien wie Krebs (bei Wirbeltieren) die Unterbrechung oder den Defekt in den Mechanismen, die die chemotaktische Reaktion steuern vom Körper.

Auf der anderen Seite hängen viele der Funktionen des Immunsystems von einigen Körperzellen ab, die "chemotaktische" Moleküle produzieren Zytokine und Chemiocine, die mobile Zellen wie T -Zellen anziehen, um eine besondere Funktion auszuüben.

Chemotaxis in Prokaryoten

Bakterien und Bögen, wie die beiden repräsentativen Gruppen von prokaryotischen Organismen, weisen ebenfalls chemotaktische Bewegungen auf und gehören in der Tat zu den am meisten untersuchten in der Natur.

Flagellenbewegung in polaren Flagellierbakterien. Quelle: BRUDERSOHN, CC BY-SA 2.0, über Wikimedia Commons

Bakterien haben eine Reihe von regulatorischen Proteinen, die die Zellbewegung, die gegen verschiedene Umgebungsbedingungen auftritt.

Dieses System beteiligt sich an der Kontrolle der Bewegung gegen verschiedene Arten von chemischen Reizen, sei es vor Nährstoffen wie Peptiden, Zucker oder Aminosäuren oder vor eher negativen Stimuli wie dem Vorhandensein von toxischen oder sauren Substanzen.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass der gleiche Satz von regulatorischen Proteinen an der Kontrolle der Bewegung als Reaktion auf Sauerstoffkonzentrationen (Aerotaxis), Temperatur (Thermotaxis), osmotischer Druck (Osmotaxis) und Licht (Phototaxis) beteiligt ist, was wir ableiten können seine Wichtigkeit.

Um eine Bewegung als Reaktion auf das Vorhandensein einer definierten chemischen Verbindung zu erreichen, auslösen Bakterien eine Reihe von molekularen Prozessen, die mit dem "Gedächtnis" und "Lernen" vergleichbar sind, das die sensorischen Systeme und die Regulation von Motoren in "höher" charakterisiert Organismen.

Kann Ihnen dienen: Grammfleck

Histidin-Partner-Systemphosphotransferase

In Bakterien sind die häufigsten sensorischen Routen diejenigen, die zur Histidin-Partat-Systemphosphotransferase gehören, die mindestens zwei Komponenten enthält: ein dimisches Kinase-Histidinprotein und ein Antwortregulator.

Etwa 600 dieser Systeme wurden beschrieben und einige Arten können mehr als 100 haben, mit denen sie ihre Bewegungsreaktionen auf verschiedene Arten von Umweltreizen vermitteln.

Chemotaxisfunktionen in Bakterien

Obwohl Chemotoxis wie ein spontaner Prozess der Reaktion auf einen chemischen Stimulus erscheinen mag, ist es in Bakterien normalerweise Teil verschiedener und komplexer intrazellulärer Beschilderungen, die wichtige Auswirkungen haben in:

• Der Pathogenität, Weil Chemotoxis für viele pathogene Arten von wesentlicher Bedeutung ist, um ihre Wirte zu kolonisieren und in ihre Wirte einzudringen, die sie schaffen, um pH -Veränderungen, Nährstoffkonzentrationen, Sauerstoffkonzentration, Osmolarität usw. zu zensieren, usw. Durch Chemotaxis können sie zu den spezifischen Stellen ihrer Wirte geführt werden, an denen sie sich vermehren können.
• Die Einrichtung von Symbiotische Assoziationen, Da es sehr wahrscheinlich ist, dass einige Bakterien des Bodens des freien Lebens (Rizobakterien) die radikalen Haare der Hülsenfrüchten erreichen.
• Die Formation der Biofilme (Große Oberflächen von "verbundenen" Bakterien miteinander durch ein Netzwerk von Polysacchariden), das die Volkszählung und Bewegung von Bakterien in Richtung einer gemeinsamen Region erfordert, unter anderem durch Mechanismen, die mit der chemischen Kommunikation zusammenhängen.

Verweise

1. Adler, J. (1966). Chemotaxis in Bakterien. Science, 153 (3737), 708-716.
2. Keller, e. F., & Segel, l. ZU. (1971). Modell für Chemotaxis. Journal of Theoretical Biology, 30 (2), 225-234.
3. Mukherjee, a., & Sadler, p. J. Wiley -Enzyklopädie der chemischen Biologie. 2008. Metalle in der Medizin: Eine Einführungsüberprüfung. im Druck.
4. Lager, j. B., & Baker, m. D. (2009). Chemotaxis. In Enzyklopädie der Mikrobiologie (pp. 71-78). Elsevier Inc.
5. Wadhams, g. H., & Armitage, J. P. (2004). Den Sinn machen: Chemotaxis -Bakterien. Nature Reviews Molekularzellbiologie, 5 (12), 1024-1037.