Axonema -kenmerken en compositie

Hij axonema Het is een interne cytoskeletstructuur van cilia en geselen op basis van microtubuli en dat geeft hen beweging. De structuur wordt gevormd door een plasmamembraan dat een paar centrale microtubuli en negen paar perifere microtubuli omringt.

Axonema bevindt zich buiten de cel en anker erin door middel van het basale lichaam. Het heeft een diameter van 0,2 μm en de lengte kan variëren van 5-10 urn in cilia tot enkele mm in de plaag van sommige soorten, hoewel deze over het algemeen 50-150 μm meten.

Elektronische transmissiemicroscoopafbeelding. Snijd door het axonema geïsoleerd uit Chlamydomonas SP. Genomen en bewerkt uit: Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College [Public Domain].

De axonema -structuur van cilia en flagella is zeer conservatief in alle eukaryotische organismen, van microalgen Chlamydomonas naar de plaag van het menselijk sperma.

[TOC]

Kenmerken

De axonema's van de overgrote meerderheid van cilia en pkingen hebben een configuratie die bekend staat als "9+2", dat wil zeggen negen paar perifere microtubules rond een centraal paar.

De microtubuli van elk paar verschillen in grootte en samenstelling, behalve het centrale koppel, dat beide vergelijkbare microtubuli presenteert. Deze tubuli zijn stabiele structuren die kunnen weerstaan ​​tegen breuken.

De microtubuli presenteren polariteit en hebben allemaal dezelfde opstelling, met hun "+" einde naar de top en het einde "-" in principe gelegen.

Structuur en compositie

Zoals we al hebben opgemerkt, is de axonema -structuur type 9+2. Microtubuli zijn lange cilindrische structuren, gevormd door protofilamenten. Protofilamenten worden op hun beurt gevormd door eiwitsubeenheden genaamd alfa tubuline en bèta tubuline.

Elk protofilament heeft een alfabubuline -eenheid aan de ene kant, terwijl het andere uiteinde een bèta -tubuline -eenheid heeft. Het einde met de bèta tubulina-terminal wordt "+" uiteinde genoemd, het andere uiteinde zou het einde zijn "-". Alle protofilamenten van dezelfde microtubule zijn georiënteerd met dezelfde polariteit.

Kan u bedienen: macrofagen: kenmerken, formatie, typen, functies

De microtubuli bevatten, naast de tubulines, eiwitten die eiwitten worden genoemd, gerelateerd aan microtubuli (MAP). Van elk paar perifere microtubuli bestaat de kleinste grootte (microtubule A) samen uit 13 protofilamenten.

Microtubulum B heeft slechts 10 protofilamenten, maar is groter dan microtubule. Het centrale microtubules -koppel heeft dezelfde grootte en elk bestaat uit 13 protofilamenten.

Dit centrale microtubulelskoppel wordt vergrendeld door de centrale schede, van eiwitkarakter, die verbindt met de microtubuli met randapparatuur door middel van radiale stralen. Van hun kant binden microtubuli A en B van elk paar aan elkaar door een eiwit genaamd Nexina.

Van de microtubuli ook onderdeel van een paar armen gevormd door een eiwit genaamd Dineina. Dit eiwit is verantwoordelijk voor het gebruik van de beschikbare energie in de ATP om de beweging van cilia en geselen te bereiken.

Extern wordt axonema bedekt door een ciliair of flagellair membraan dat dezelfde structuur en samenstelling heeft van het plasmamembraan van de cel.

Vereenvoudigde weergave van de dwarsdoorsnede van een axonema. Genomen en bewerkt uit: Aaronm bij Engelse Wikipedia [Public Domain].

Uitzonderingen op het "9+2" -model van Axonema

Hoewel de samenstelling "9+2" van axonema sterk wordt bewaard in de meeste ciliated en/of flagellated eukaryotische cellen, zijn er enkele uitzonderingen op dit model.

In het sperma van sommige soorten gaat het centrale koppel van microtubuli verloren, wat aanleiding geeft tot een configuratie "9+0". De flagellaire beweging in dit sperma lijkt niet veel te variëren van die waargenomen in axonema's met normale configuratie, dus men gelooft dat deze microtubuli geen belangrijke deelname aan de beweging hebben.

Kan u van dienst zijn: PROFASE

Dit axonema -model is waargenomen in sperma van soorten zoals vissen Lycondontis en van gender anélidos Myzostomum.

Een andere configuratie waargenomen in axonema's is de configuratie "9+1". In dit geval is er een enkele centrale microtubule, in plaats van een paar. In dergelijke gevallen is de centrale microtubule breed gemodificeerd, met verschillende concentrische wanden.

Dit axonema -model is waargenomen in de mannelijke gameten van sommige soorten platte wormen. Bij deze soorten wordt dit axonema -model echter niet herhaald in andere ciliated of flagellated cellen van organismen.

Axonema bewegingsmechanisme

Studies van de flagella -beweging hebben aangetoond dat de flexie van deze optreedt zonder een samentrekking of verkorting van de axonema -microtubuli. Daarom heeft cytoloog Peter Satir een flagellair bewegingsmodel voorgesteld op basis van de verplaatsing van microtubuli.

Volgens dat model wordt de beweging bereikt dankzij de verplaatsing van een microtubule van elk paar op hun partner. Dit model is vergelijkbaar met de aardverschuiving van myosineketens op actine tijdens spiercontractie. De beweging treedt op in aanwezigheid van ATP.

Dinein -armen zijn verankerd in de microtubule A van elk paar, met de uiteinden gericht op microtubulum B. Aan het begin van de beweging hechten dineinarmen zich aan de bindingsplaats in microtubule B. Vervolgens vindt er een verandering in de configuratie van de diein die de microtubulum B naar beneden drijft,.

Nexin behoudt beide microtubuli dicht bij elkaar. Vervolgens worden dineïne -armen gescheiden van microtubule B. Dan zal hij opnieuw deelnemen om het proces te herhalen. Deze slip vindt afwisselend plaats tussen de ene kant en een andere van Axonema.

Deze verplaatsing afwisselend aan de ene kant en een van de axonema zorgt ervoor. Het voordeel van het flagellaire bewegingsmodel van Satir is dat hij de beweging van de bijlage zou verklaren, ongeacht de axonema -configuratie van de Axonema -microtubuli.

Kan u van dienst zijn: calmodulin: structuur, functies en werkingsmechanisme

Axonema -gerelateerde ziekten

Er zijn verschillende genetische mutaties die een abnormale ontwikkeling van axonema kunnen veroorzaken. Deze afwijkingen kunnen onder andere het ontbreken van een van de armen van diein zijn, de interne of externe, van de centrale microtubuli of de radiale stralen.

In deze gevallen wordt een syndroom genaamd Kartagener -syndroom ontwikkeld, waarin de mensen die er last van hebben, onvruchtbaar zijn omdat sperma niet kan bewegen.

Deze patiënten ontwikkelen ook ingewanden in een omgekeerde positie in relatie tot de normale positie; Bijvoorbeeld het hart aan de rechterkant van het lichaam en de lever aan de linkerkant. Deze aandoening staat bekend als Situs Investus.

Het is ook gevoelig die lijden aan het kartagener -syndroom om luchtweg- en sinusinfecties te lijden.

Een andere ziekte gerelateerd aan een abnormale ontwikkeling van axonema is een polycystische nierziekte. Hierin worden meerdere cysten ontwikkeld in de nieren die uiteindelijk de nier vernietigen. Een dergelijke ziekte is te wijten aan een mutatie in genen die coderen voor eiwitten die polystyinas worden genoemd.

Referenties

1. M. Porter & W. Verkoop (2000). De 9 + 2 Axoneme verankert meerdere binnenarmdyneïnen en een netwerk van kinasen en phahathatasen die motiliteit regelen. The Journal of Cell Biology.
2. Axoneme. In Wikipedia. Opgehaald van.Wikipedia.borg.
3. G. Karp (2008). Cel- en moleculaire biologie. Concepten en experimenten. 5^e Editie. John Wiley & Sons, Inc.
4. S.L. Wolfe (1977). Cellenbiologie. Omega Editions, s.NAAR.
5. T. Ishikawa (2017). Axoneem structuur van beweeglijke cilia. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology.
6. R.W. Linck, h. Chemes & D.F. Albertini (2016). The Axoneme: de voortstuwende motor van spermatozoa en cilia en bijbehorende ciliopathieën die leiden tot ultieme. Journal of Assisted Reproduction and Genetics.
7. S. Resino (2013). Het cytoskelet: microtubuli, cilia en flagella. Opgehaald uit epidemiologie.com