Axonema -egenskaper och komposition

han axonem Det är en inre cytoskeletalstruktur av cilia och scourges baserat på mikrotubuli och som ger rörelse till dem. Dess struktur består av ett plasmamembran som omger ett par centrala mikrotubulor och nio par perifera mikrotubuli.

Axonema ligger utanför cellen och ankaret inuti den med hjälp av basalkroppen. Den har 0,2 μm i diameter och dess längd kan variera från 5-10 μm i cilia till flera mm i vissa arter, även om dessa i allmänhet mäter 50 -150 μm.

Elektronisk transmissionsmikroskopbild. Skär igenom axonema isolerat från Chlamydomonas SP. Tagen och redigerad från: Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College [Public Domain].

Axonema -strukturen hos Cilia och flagella är mycket konservativ i alla eukaryota organismer, från mikroalger Klamydomonas till gissel av den mänskliga spermierna.

[TOC]

Egenskaper

Axonemas för de allra flesta av cilia och scourges har en konfiguration som kallas "9+2", det vill säga nio par perifera mikrotubulor som omger ett centralt par.

Mikrotubulorna för varje par är olika i storlek och sammansättning, utom det centrala vridmomentet, som presenterar båda liknande mikrotubuli. Dessa tubuli är stabila strukturer som kan motstå brister.

Mikrotubulorna presenterar polaritet och har alla samma arrangemang, med deras "+" slut mot spetsen och slutet "-" som ligger i princip.

Struktur och komposition

Som vi redan påpekade är axonema -strukturen typ 9+2. Mikrotubulor är långa cylindriska strukturer, bildade av protofilament. Protofilament utgörs i sin tur av proteinsubenheter som kallas alfa tubulin och beta tubulin.

Varje protofilament har en alfa -tubulinenhet i ena änden, medan den andra änden har en beta -tubulinenhet. Slutet med beta-tubulina-terminalen kallas "+" ände, den andra änden skulle vara slutet "-". Alla protofilament av samma mikrotubuli är orienterade med samma polaritet.

Kan tjäna dig: makrofager: egenskaper, bildning, typer, funktioner

Mikrotubulorna innehåller, förutom tubulinerna, proteiner som kallas proteiner relaterade till mikrotubuli (MAP). Av varje par perifera mikrotubuli består den minsta storleken (mikrotubul A) av 13 protofilament.

Microtubulum B har bara 10 protofilament, men är större än mikrotubul. Central Microtubules Moment har samma storlek och var och en av dem består av 13 protofilament.

Detta centrala mikrotubulor vridmoment är låst av den centrala manteln, av proteinnatur, som kommer att ansluta till mikrotubulierna till kringutrustning med hjälp av radiella strålar. För sin del binder mikrotubuli A och B för varje par till varandra av ett protein som kallas Nexina.

Av mikrotubulierna också en del av ett par vapen som bildas av ett protein som kallas Dineina. Detta protein ansvarar för att använda den tillgängliga energin i ATP för att uppnå rörelse av cilia och scourges.

Externt täcks axonema av ett ciliary eller flagellmembran som har samma struktur och sammansättning av cellens plasmamembran.

Förenklad representation av tvärsnittet av ett axonema. Tagen och redigerad från: Aaronm på engelska Wikipedia [Public Domain].

Undantag från "9+2" -modellen av Axonema

Även om sammansättningen "9+2" av Axonema är mycket bevarad i de flesta cilierade och/eller flagellerade eukaryota celler, finns det några undantag från denna modell.

I spermierna för vissa arter förloras det centrala vridmomentet för mikrotubuli, vilket ger upphov till en konfiguration "9+0". Den flagellära rörelsen i dessa spermier verkar inte variera mycket från den som observerats i Axonemas med normal konfiguration, så det tros att dessa mikrotubulor inte har ett viktigt deltagande i rörelsen.

Kan tjäna dig: profas

Denna axonema -modell har observerats i spermier av arter som fisk Lycondontis och av kön Anélidos Myzostomum.

En annan konfiguration som observerats i Axonemas är konfigurationen "9+1". I det här fallet finns det en enda central mikrotubule, istället för ett par. I sådana fall är den centrala mikrotubulen i stor utsträckning, och presenterar flera koncentriska väggar.

Denna axonema -modell har observerats i de manliga gameterna av vissa arter av platta maskar. I dessa arter upprepas emellertid inte denna axonema -modell i andra cilierade eller flagellerade celler av organismer.

Axonema rörelsemekanism

Studier av flagellrörelsen har visat att flexionen av dessa inträffar utan en sammandragning eller förkortning av axonema -mikrotubulierna. På grund av detta har cytolog Peter Satir föreslagit en flagellär rörelsemodell baserad på förskjutningen av mikrotubulor.

Enligt den modellen uppnås rörelsen tack vare förskjutningen av en mikrotubuli av varje par på sin partner. Denna modell liknar jordskredet av myosinkedjor på aktin under muskelkontraktion. Rörelsen förekommer i närvaro av ATP.

Dinein -armar är förankrade i mikrotubulan A i varje par, med ändarna riktade mot mikrotubulum B. I början av rörelsen följer Dinein Arms till bindningsstället i mikrotubul B. Sedan inträffar en förändring i konfigurationen av Diein som driver mikrotubulum B nedåt.

Nexin upprätthåller båda mikrotubulorna nära varandra. Därefter separeras Dinein Arms från mikrotubul B. Då kommer han att gå med igen för att upprepa processen. Denna slip inträffar växelvis mellan en sida och en annan av axonema.

Denna förskjutning växelvis på ena sidan och en av axonema får cilio, eller plågan, att fördubblas först åt sidan och sedan till motsatt sida. Fördelen med Satirs flagellära rörelsemodell är att han skulle förklara rörelsen för bilagan oavsett axonema -konfigurationen av Axonema -mikrotubulorna.

Kan tjäna dig: calmodulin: struktur, funktioner och mekanism för handling

Axonema -relaterade sjukdomar

Det finns flera genetiska mutationer som kan orsaka onormal utveckling av axonema. Dessa avvikelser kan bland annat vara bristen på en av armarna i Diein, antingen de inre eller yttre, av de centrala mikrotubulorna eller de radiella strålarna.

I dessa fall utvecklas ett syndrom som kallas Kartagener -syndrom, där de människor som lider av det är infertila eftersom spermier inte kan röra sig.

Dessa patienter utvecklar också invatteri i en inverterad position i förhållande till normal position; Till exempel hjärtat som ligger på höger sida av kroppen och levern till vänster. Detta tillstånd kallas Situs Investus.

Det är också benägna att de som lider av Kartagener -syndrom att drabbas av andnings- och sinusinfektioner.

En annan sjukdom relaterad till en onormal utveckling av axonema är en polycystisk njursjukdom. I detta utvecklas flera cyster i njurarna som slutar förstöra njurarna. Sådan sjukdom beror på en mutation i gener som kodar för proteiner som kallas polystyinas.

Referenser

1. M. PORTER & W. Sale (2000). 9 + 2 -axonemet förankrar flera inre armdyneiner och ett nätverk av kinaser och phahathataser som styr rörlighet. Journal of Cell Biology.
2. Axonem. I Wikipedia. Hämtas från.Wikipedia.org.
3. G. Karp (2008). Cell- och molekylärbiologi. Begrepp och experiment. 5^th Utgåva. John Wiley & Sons, Inc.
4. S.L. Wolfe (1977). Cellbiologi. Omega -utgåvor, s.TILL.
5. T. Ishikawa (2017). Axonemstruktur från Motile Cilia. Kall vår hamnperspektiv i biologi.
6. R.W. Linck, h. Chemes & D.F. Albertini (2016). Axoneme: Den framdrivande motorn för spermatozoa och cilia och tillhörande ciliopatier som leder till ultimat. Journal of Assisted Reproduktion och genetik.
7. S. Resino (2013). Cytoskeletten: mikrotubulor, cilia och flagella. Hämtad från epidemiologi.com