Kaip ir kodėl ląstelės juda

Ląstelė judėjimas yra būtina organizmų funkcija. Be galimybės judėti ląstelės negalėtų augti ir dalytis arba migruoti į sritis, kur jų reikia. The citoskeletas yra ląstelės komponentas, leidžiantis ląstelėms judėti. Šis skaidulų tinklas yra pasklidęs visoje ląstelėje citoplazma ir laikosi organelės jiems tinkamoje vietoje. Citoskeleto skaidulos taip pat perkelia ląsteles iš vienos vietos į kitą panašiai kaip šliaužiojimas.

Kodėl ląstelės juda?

Ši fibroblastų ląstelė yra svarbi žaizdų gijimui. Ši jungiamojo audinio ląstelė migruoja į sužalojimo vietas, kad padėtų audiniams atstatyti. Rolfas Ritteris / Kultūros mokslas / Getty Images

Ląstelė judėjimas reikalingas tam, kad organizme vyktų daugybė veiklų. baltieji kraujo kūneliai , pvz., neutrofilai ir makrofagai turi greitai migruoti į infekcijos ar sužalojimo vietas, kad kovotų su bakterijomis ir kitais mikrobais. Ląstelių judrumas yra pagrindinis formų susidarymo aspektas ( morfogenezė ) audinių statyboje, organai ir ląstelės formos nustatymas. Tais atvejais, kai buvo pažeista žaizda ir taisoma, jungiamasis audinys ląstelės turi keliauti į sužalojimo vietą, kad atstatytų pažeistus audinius.Vėžio ląstelėstaip pat gali metastazuoti arba plisti iš vienos vietos į kitą judant kraujagyslės ir limfinės kraujagyslės . Viduje ląstelių ciklas , reikalingas judėjimas, kad ląstelių dalijimosi citokinezės procesas vyktų formuojant dvi dukterinės ląstelės .

Ląstelių judėjimo žingsniai

HeLa ląstelės, fluorescencinės šviesos mikrografija. Ląstelių branduoliuose yra genetinės medžiagos chromatinas (raudonas). Baltymai, sudarantys ląstelių citoskeletą, buvo nudažyti skirtingomis spalvomis: aktinas yra mėlynas, o mikrotubulai yra geltoni. DR Torsten Wittmann / Mokslo nuotraukų biblioteka / Getty Image

Ląstelių judrumas yra pasiekiama per veiklą citoskeleto skaidulos . Šie pluoštai apima mikrovamzdeliai , mikrofilamentai arba aktino gijos ir tarpinės gijos. Mikrovamzdeliai yra tuščiaviduriai strypo formos pluoštai, padedantys palaikyti ir formuoti ląsteles. Aktino gijos yra tvirti strypai, būtini judėjimui ir raumenų susitraukimui. Tarpinės gijos padeda stabilizuotis mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai laikant juos vietoje. Ląstelių judėjimo metu citoskeletas išardo ir vėl surenka aktino gijas ir mikrovamzdelius. Energija, reikalinga judėjimui sukurti, gaunama iš adenozino trifosfato (ATP). ATP yra didelės energijos molekulė, gaminama ląstelinis kvėpavimas .

Ląstelių judėjimo žingsniai

Ląstelių adhezijos molekulės ant ląstelių paviršių sulaiko ląsteles, kad būtų išvengta netiesioginės migracijos. Adhezijos molekulės prilaiko ląsteles prie kitų ląstelių, o ląsteles - prie ekstraląstelinė matrica (ECM) ir ECM į citoskeletą. Tarpląstelinė matrica yra tinklas baltymai , angliavandenių ir skysčiai, kurie supa ląsteles. ECM padeda nustatyti ląstelių padėtį audiniuose, pernešti ryšio signalus tarp ląstelių ir pakeisti ląstelių padėtį ląstelių migracijos metu. Ląstelių judėjimą skatina cheminiai arba fiziniai signalai, kuriuos aptinka baltymai ląstelių membranos . Kai šie signalai aptinkami ir gaunami, ląstelė pradeda judėti. Yra trys ląstelės judėjimo fazės.

Pirmoje fazėje, ląstelė atsiskiria nuo tarpląstelinės matricos savo priekinėje padėtyje ir tęsiasi į priekį.Antroje fazėje, atskirta ląstelės dalis juda į priekį ir vėl prisitvirtina naujoje priekinėje padėtyje. Užpakalinė ląstelės dalis taip pat atsiskiria nuo tarpląstelinės matricos.Trečioje fazėje, ląstelę į priekį traukia motorinis baltymas miozinas. Miozinas naudoja energiją, gautą iš ATP, kad judėtų išilgai aktino gijų, todėl citoskeleto skaidulos slysta viena iš kitos. Šis veiksmas priverčia visą ląstelę judėti į priekį.

Ląstelė juda aptikto signalo kryptimi. Jei ląstelė reaguoja į cheminį signalą, ji judės didžiausios signalo molekulių koncentracijos kryptimi. Šis judėjimo tipas yra žinomas kaip chemotaksė .

Judėjimas ląstelėse

Šioje spalvotoje skenuojančioje elektroninėje mikrografijoje (SEM) matomi baltieji kraujo kūneliai, kurie fagocitozės būdu sugeria patogenus (raudoną). JUERGEN BERGER/Science Photo Library/Getty Image

Ne visi ląstelių judėjimai apima ląstelės perkėlimą iš vienos vietos į kitą. Judėjimas taip pat vyksta ląstelėse. Vezikulių transportavimas, organelė migracija ir chromosoma judėjimas metu mitozė yra vidinių ląstelių judėjimo tipų pavyzdžiai.

Pūslelių transportavimas apima molekulių ir kitų medžiagų judėjimą į ląstelę ir iš jos. Šios medžiagos yra įtrauktos į pūsleles transportavimui. endocitozė, pinocitozė , ir egzocitozė yra pūslelių transportavimo procesų pavyzdžiai. Į fagocitozė , tam tikros rūšies endocitozė, pašalinės medžiagos ir nepageidaujamos medžiagos yra įsisavinamos ir sunaikinamos baltųjų kraujo kūnelių. Tikslinė medžiaga, tokia kaip a bakterija , yra internalizuojamas, uždarytas pūslelės viduje ir skaidomas fermentų.

Organelių migracija ir chromosomų judėjimas atsiranda ląstelių dalijimosi metu. Šis judėjimas užtikrina, kad kiekviena replikuota ląstelė gautų atitinkamą chromosomų ir organelių komplementą. Intraląstelinis judėjimas yra įmanomas dėl variklio baltymai , kurie keliauja išilgai citoskeleto skaidulų. Kai motoriniai baltymai juda išilgai mikrotubulių, jie su savimi nešioja organelius ir pūsleles.

Cilia ir Flagella

Spalvota skenuojanti elektroninė mikrografija (SEM) blakstienų ant epitelio, išklojančio trachėją (vėjo vamzdelį). DR G. MOSCOSO / Mokslo nuotraukų biblioteka / Getty Image

Kai kurios ląstelės turi į ląstelinį priedą panašius išsikišimus, vadinamus blakstienos ir žvyneliai . Šios ląstelių struktūros yra suformuotos iš specializuotų mikrotubulių grupių, kurios slysta viena prieš kitą, leidžiančios joms judėti ir lenktis. Palyginti su žvyneliais, blakstienos yra daug trumpesnės ir gausesnės. Blakstienos juda panašiais į bangas judesiais. Vėliavos yra ilgesnės ir judesys labiau panašus į botagą. Abiejuose yra blakstienų ir žvynelių augalų ląstelės ir gyvūnų ląstelės .

Spermos ląstelės yra kūno ląstelių su vienu žvyneliu pavyzdžiai. Žyželis stumia spermos ląstelę link moteriško oocito apvaisinimas . Blakstienos yra tokiose kūno vietose kaip plaučiai ir Kvėpavimo sistema , dalys Virškinimo traktas , taip pat moterų reprodukcinis traktas . Blakstienos tęsiasi nuo epitelio, išklojančio šių kūno sistemos takų spindį. Šie į plaukus panašūs siūlai juda šluojančiais judesiais, kad nukreiptų ląstelių ar šiukšlių srautą. Pavyzdžiui, kvėpavimo takų blakstienos padeda išstumti gleives, žiedadulkės , dulkes ir kitas medžiagas nuo plaučių.

_Šaltiniai:

• _{Lodish H, Berk A, Zipursky SL ir kt. Molekulinių ląstelių biologija. 4-asis leidimas. Niujorkas: W. H. Freemanas; 2000. 18 skyrius, Ląstelių judrumas ir forma I: Mikrofilamentai. Galima rasti iš: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21530/}
• _{Ananthakrishnan R, Ehrlicher A. Jėgos už ląstelių judėjimo. Int J Biol Sci 2007; 3(5):303-317. doi:10.7150/ijbs.3.303. Galima rasti iš http://www.ijbs.com/v03p0303.htm}