Хемотакса

С Википедије, слободне енциклопедије

Хемотакса је феномен у коме телесне ћелије, бактерије, и други једноћелијски или мултићелијски организми усмеравају њихово кретање на основу одређених хемикалија у њиховој средини. За бактерије је важно да нађу храну (на пример глукозу) путем пливања у правцу највеће концентрације хранљивог молекула, или да побегну од отрова (на пример фенола).[1] У мултицелуларним организмима, хемотакса је критична за рану (нпр. кретање сперме према јајету током фертилизације) и за накнадне фазе развоја (нпр. миграција неурона или лимфоцита), као и за нормалне функције.[2] Осим тога, било је уочено да је механизам који омогућава хемотаксу код животиња подложан подривању у току метастазе рака.

Хемотакса се назива позитивном ако се кретање врши у правцу највеће концентрације хемикалије, и негативна ако је правац супротан.

Хемоатрактанти и хеморепеланти[уреди | уреди извор]

Хемоатрактанти и хеморепеланти

Хемоатрактанти и хеморепеланти су неорганске или органска супстанце које изазивају хемотаксу мобилних ћелија. Хемоатрактанти дејствују путем рецептора. Они су специфични лиганди чије ефекат је зависан од концентрације. Најфреквентније истраживани хемоатрактанти су формил пептиди и хемокини.[3] Респонси на хеморепеланте резултују у аксијалном пливању и они се сматрају базичним мотилним феноменом код бактерија. Најфреквентније истраживани хеморепеланти су неорганске соли, аминокиселине и неки хемокини.

Бактеријска хемотакса[уреди | уреди извор]

Цорелација пливања и флагеларне ротације

Неке бактерије, као што је Е. цоли, имају неколико флагела на ћелији (4–10 типично). Оне могу да ротирају на два начина:

  • Ротација насупрот казаљки на сату поравнава флагеле у један ротациони свежањ, последица чега је да бактерија плива у правој линији.
  • Ротација у правцу казаљки на сату нарушава флагеларни свежањ тако да је свака флагела усмерена у другом правцу, због чега бактерија плива у месту.

Понашање[уреди | уреди извор]

Свеукупно кретање бактерија је резултат наизменичних фаза кретања у месту и пливања. Ако се посматра бактеријско пливање у униформној средини, ово кретање ће изгледати као рандомно кретање, у коме је релативно правим пливањем испрекидано случајним превртањем које реоријентише бактерију. Бактерија као Е. цоли не може да изабере дирекцију у којој ће да плива, и није у могућности да плива у правој линији више од неколико секунди услед ротационе дифузије. Другим речима, бактерија "заборави" правац у коме се креће. С обзиром на та ограничења, изузетно је да бактерија може да усмери своје кретање да би нашла повољну локацију са високом концентрацијом атрактанта (обично хране), и да избегава репеланте (обично отрове).

У присуству хемијског градијента бактерија подлеже хемотакси, и усмерава своје свеукупно кретање у правцу градијента. Ако бактерија осети да се креће у коректном правцу (према атрактанту/насупрот репеланта), она ће наставити да плива у правој линији дуже време пре преласка на кретање у месту. Ако се креће у погрешном правцу, она ће се скорије почети да се креће у месту и рандомно ће пробати нов правац. Другим речима, бактерија попут Е. цоли користи темпорална очитавања да одлучи да ли живот постаје бољи или гори. На тај начин, она налази локацију са највећом концентрацијом атрактанта (обично извор) прилично успешно. Чак и под веома високим концентрацијама, она још увек може да прави разлику између малих концентрационих разлика. Бежање од репеланта се одвија са истом ефикасношћу.

Хеликсна природа индивидуалних флагеларних филамената ја критична за ово кретање да се јави. Протеин од кога је флагеларни филамент формиран, флагелин, је веома сличан код свих бактеријских врста које имају флагеле. Кичмењаци су искористили ову чињеницу, и развили имунски рецептор (TLR5) који је дизајниран да препознаје овај конзервирани протеин.

Као и у многим другим случајевима у биологији, постоје бактерије које не следе ово правило. Многе бактерије, као што је Vibrio, су монофлагеларне и имају један бич на једном од полова ћелије. Њихов метод хемотаксе је различит. Друге поседују један бич који се налази унутар ћелијског зида. Те бактерије се крећу вртењем у круг целе ћелије, која има облик вадичепа.[4]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Wадхамс, Георге Х. & Јудитх П. Армитаге (2004). „Макинг сенсе оф ит алл: бацтериал цхемотаxис”. Натуре Ревиеwс Молецулар Целл Биологy. 5: 1024—1037. дои:10.1038/нрм1524. 
  2. ^ Бруце Албертс; Алеxандер Јохнсон; Јулиан Леwис; Мартин Рафф; Кеитх Робертс; Петер Wалтер (2002). Молецулар Биологy оф тхе Целл. Неw Yорк: Гарлард Сциенце. ISBN 0815332181. 
  3. ^ Мире-Слуис, Антхонy Р.; Тхорпе, Робин, ур. (1998). Цyтокинес (Хандбоок оф Иммунопхармацологy). Бостон: Ацадемиц Пресс. ИСБН 0-12-498340-5. 
  4. ^ Берг, Хоwард C. (2003). „Е. цоли ин мотион”. Спрингер-Верлаг, НY. Неw Yорк: Спрингер. ИСБН 0-387-00888-8. 

Литература[уреди | уреди извор]

Спољашње везе[уреди | уреди извор]