Хемотропизм
Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( ноябрь 2015 г. ) |
Хемотропизм определяется как рост организмов, управляемый химическими стимулами извне организма. Это наблюдалось у бактерий , растений и грибов . [1] Химический градиент может влиять на рост организма положительным или отрицательным образом. Положительный рост характеризуется ростом в направлении стимула, а отрицательный рост - ростом вдали от стимула. [2]
Хемотропизм немного отличается от хемотаксиса , основное отличие состоит в том, что хемотропизм связан с ростом, а хемотаксис связан с передвижением. Хемотропный процесс может иметь в основе хемотаксический компонент, как в случае спаривания дрожжей. [3]
Хемотропизм у растений
[ редактировать ]
Один из ярких примеров хемотропизма наблюдается при оплодотворении растений и пыльцевых трубок удлинении покрытосеменных , цветковых растений. [4] В отличие от животных, растения не могут двигаться и поэтому нуждаются в механизме доставки для полового размножения. Пыльца , содержащая мужской гаметофит, переносится на другое растение через насекомых или ветром. [5] Если пыльца совместима, она прорастет и начнет расти. [5] Завязь выделяет химические вещества, которые стимулируют положительную хемотропную реакцию развивающейся пыльцевой трубки. [6] В ответ на кончике трубки образуется определенная зона роста кончика, которая способствует направленному росту и удлинению пыльцевой трубки за счет градиента кальция. [5] Крутой градиент кальция локализуется на кончике и способствует удлинению и ориентации роста. [5] Этот градиент кальция необходим для роста; было показано, что ингибирование формирования градиента не приводит к росту. [5] Поскольку пыльцевая трубка продолжает расти по направлению к семяпочкам, мужская сперма остается в апикальной области и транспортируется к женской семязачатку. [7] Пыльцевая трубка удлиняется со скоростью, сравнимой с развитием нейритов.
Примером положительного и отрицательного хемотропизма являются корни растений; корни растут в сторону полезных минералов, проявляя положительный хемотропизм, и растут в сторону от вредных кислот, проявляя отрицательный хемотропизм. [8] [9]
Хемотропизм у животных
[ редактировать ]У более сложных организмов примером хемотропного движения является рост отдельных аксонов нейрональных клеток в ответ на внеклеточные сигналы. [10] Секретируемый белок может либо отталкивать, либо привлекать определенные нейроны. некоторые сигнальные белки, такие как нетрины , семафорины , нейротрофины и факторы роста фибробластов , способствуют росту нейронов. Было обнаружено, что [10] Эти сигналы направляют развивающийся аксон на иннервацию нужной ткани-мишени. [11] Конусы роста нейронов направляются градиентами молекул хемоаттрактантов, высвобождаемых из их промежуточных или конечных мишеней. Имеются данные о том, что аксоны периферических нейронов управляются хемотропизмом и направленный рост некоторых центральных аксонов также является хемотропной реакцией, еще предстоит определить, действует ли хемотропизм также и в центральной нервной системе. Доказательства также были отмечены при регенерации нейронов, когда хемотропные вещества направляют ганглиозные нейриты к дегенерированной культе нейрона. [12]
Хемотропизм у грибов
[ редактировать ]
Впервые о грибковом хемотропизме сообщил Антон де Бари более 100 лет назад. [13] Один из примеров грибов, использующих хемотропизм, можно увидеть у дрожжей. Дрожжи выделяют химические феромоны , чтобы привлечь партнеров. [14] Каждая гаплоидная дрожжевая клетка экспрессирует специфические гаплоидные гены; гаплоидные α-клетки экспрессируют α-гены, а гаплоидные α-клетки экспрессируют α-гены. [15] Каждый тип клеток выделяет уникальный феромон: а- или альфа-фактор. [16] Секретируя эти факторы, формируется химический градиент, который привлекает дрожжевые клетки другого типа во время спаривания. Чтобы дрожжи почувствовали градиент, у них должны быть соответствующие рецепторы, связывающие а- или альфа-фактор: Ste3 и Ste2 соответственно. [17] Рецепторами для обнаружения феромонов являются семь трансмембранных рецепторов, связанных с G-белком ( GPCR ). [16] После активации возникает сигнальный каскад, который приводит к активации факторов транскрипции для генов, специфичных для спаривания, таких как те, которые участвуют в остановке клеточного цикла, направленной поляризации в сторону химического градиента и образовании половых гиф . [13] [17] Когда грибные гифы соприкасаются, клетки сливаются, образуя диплоидную зиготу. [17] Спаривающиеся пары почкующихся дрожжевых клеток могут поляризоваться друг от друга, но способны регулировать расположение полярности, чтобы обеспечить успешное выравнивание и слияние. [3]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Турра, Дэвид; Эль Галид, Меннат; Росси, Федерико; Ди Пьетро, Антонио (2015). «Грибковый патоген использует рецептор полового феромона для хемотропного восприятия сигналов растения-хозяина» . Природа . 527 (7579): 521–524. Бибкод : 2015Natur.527..521T . дои : 10.1038/nature15516 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 26503056 . S2CID 4449720 .
- ^ «Определение и примеры хемотропизма — Биологический онлайн-словарь» . Статьи, учебные пособия и онлайн-словари по биологии . 07.10.2019 . Проверено 23 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Гхош, Дебрадж; Джейкобс, Кэтрин; Рамирес, Самуэль; Элстон, Тимоти; Лью, Дэниел (01 июня 2021 г.). «Хемотаксическое перемещение участка полярности позволяет дрожжевым клеткам находить себе пару» . Труды Национальной академии наук . 118 (22): e2025445118. Бибкод : 2021PNAS..11825445G . дои : 10.1073/pnas.2025445118 . ISSN 0027-8424 . ПМК 8179161 . ПМИД 34050026 . S2CID 235242389 .
- ^ «Пыльцевая трубка: рост, функции и формирование - стенограмма видео и урока» . Study.com . Проверено 18 апреля 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Кричевский, Александр; Козловский Станислав Васильевич; Тянь, Го-Вэй; Чен, Мин-Хуэй; Зальцман, Ади; Цитовский, Виталий (15 марта 2007 г.). «Как растут пыльцевые трубки» . Биология развития . 303 (2): 405–420. дои : 10.1016/j.ydbio.2006.12.003 . ISSN 0012-1606 . ПМИД 17214979 .
- ^ Регер, Би Джей; Чаубаль, Р; Пресси, Р. (1992). «Хемотропные реакции пыльцевых трубок проса» . Половое размножение растений . 5 (1): 47–56. дои : 10.1007/BF00714557 . S2CID 4592052 . Проверено 7 февраля 2018 г.
- ^ Хеплер, Питер К.; Видали, Луис; Чунг, Элис Ю. (1 ноября 2001 г.). «Рост поляризованных клеток у высших растений». Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития . 17 (1): 159–187. дои : 10.1146/annurev.cellbio.17.1.159 . ISSN 1081-0706 . ПМИД 11687487 .
- ^ Хенке, Майкл; Сарликиоти, Вайя (3 августа 2014 г.). «Изучение пластичности развития корней к азоту с помощью трехмерной архитектурной модели». Растительная почва . 385 (1–2): 49–62. дои : 10.1007/s11104-014-2221-7 . S2CID 17630453 .
- ^ Ньюкомб, Родос, Ал. (1904). «Хемотропизм корней» . Ботанический вестник . 37 (1): 22–35. дои : 10.1086/328441 . JSTOR 2465652 . S2CID 84789317 .
- ^ Jump up to: а б Сон, Хон Чжун; Пу, Му-мин (март 2001 г.). «Клеточная биология нейронной навигации» . Природная клеточная биология . 3 (3): Е81–Е88. дои : 10.1038/35060164 . ISSN 1476-4679 . ПМИД 11231595 . S2CID 7449327 .
- ^ Тессье-Лавин, Плачек, Ламсден, Додд, Джесселл (1988). «Хемотропное управление развитием аксонов в центральной нервной системе млекопитающих». Природа . 336 (6201): 775–8. Бибкод : 1988Natur.336..775T . дои : 10.1038/336775a0 . ПМИД 3205306 . S2CID 4247407 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Гу X, Томас ПК, Кинг Р.Х. (1995). «Хемотропизм при регенерации нервов, изученный в культуре тканей» . Журнал анатомии . 186 (1): 153–63. ПМЦ 1167281 . ПМИД 7649810 .
- ^ Jump up to: а б Турра, Дэвид; Нордзике, Даниэла; Витале, Стефания; Эль Галид, Меннат; Ди Пьетро, Антонио (01 сентября 2016 г.). «Гифальный хемотропизм в патогенности грибов» . Семинары по клеточной биологии и биологии развития . Транскрипционные усилители. 57 : 69–75. дои : 10.1016/j.semcdb.2016.04.020 . ISSN 1084-9521 . ПМИД 27150623 .
- ^ Мартин, Софи Г. (01 июня 2019 г.). «Молекулярные механизмы хемотропизма и слияния клеток у одноклеточных грибов» . Журнал клеточной науки . 132 (11): jcs230706. дои : 10.1242/jcs.230706 . ISSN 0021-9533 . ПМИД 31152053 .
- ^ Лодиш, Харви; Берк, Арнольдаа; Зипурски, С. Лоуренс; Мацудайра, Пол; Балтимор, Дэвид; Дарнелл, Джеймс (2000). «Спецификация типа клетки и преобразование типа спаривания в дрожжах» . Молекулярно-клеточная биология. 4-е издание .
- ^ Jump up to: а б Арковиц, Роберт А. (август 2009 г.). «Химические градиенты и хемотропизм дрожжей» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 1 (2): а001958. doi : 10.1101/cshperspect.a001958 . ISSN 1943-0264 . ПМК 2742094 . ПМИД 20066086 .
- ^ Jump up to: а б с Мерлини, Лаура; Дудин, Омая; Мартин, Софи Г. (март 2013 г.). «Спаривание и слияние: как это делают дрожжевые клетки» . Открытая биология . 3 (3):130008.doi : 10.1098 /rsob.130008 . ISSN 2046-2441 . ПМЦ 3718343 . ПМИД 23466674 .