Jump to content

Хемотропизм

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 ]
ПСМ В77 Д352 Ход пыльцевой трубки у каменистой розы

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 ]
Duration: 21 seconds.

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 ]
Хемотропизм наблюдается у дрожжей. Гаплоидные дрожжевые клетки выделяют a- и α-факторы, которые связываются с рецепторами другой гаплоидной дрожжевой клетки. Две дрожжевые клетки сливаются вместе, образуя диплоидную зиготу a/α.

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 ]
  1. ^ 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 .
  2. ^ «Определение и примеры хемотропизма — Биологический онлайн-словарь» . Статьи, учебные пособия и онлайн-словари по биологии . 07.10.2019 . Проверено 23 марта 2020 г.
  3. ^ 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 .
  4. ^ «Пыльцевая трубка: рост, функции и формирование - стенограмма видео и урока» . Study.com . Проверено 18 апреля 2020 г.
  5. ^ 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 .
  6. ^ 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.
  7. ^ 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 .
  8. ^ 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 .
  9. ^ Ньюкомб, Родос, Ал. (1904). «Хемотропизм корней» . Ботанический вестник . 37 (1): 22–35. дои : 10.1086/328441 . JSTOR   2465652 . S2CID   84789317 .
  10. ^ 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 .
  11. ^ 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 )
  12. ^ 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 .
  13. ^ 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 .
  14. ^ 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 .
  15. ^ 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 .
  16. ^ 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 .
  17. ^ 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 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6b76aa3f6bb44b80a34dcabaf6ab3330__1700906400
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/6b/30/6b76aa3f6bb44b80a34dcabaf6ab3330.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Chemotropism - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)