세포질 운동이란 무엇인가?

그 세포질 운동, (protoplasmatic flow 또는 ciclois라고도 불리는)은 식물 또는 동물 세포 내에서 유체 물질 (세포질)의 움직임이다. 운동은 세포 내부의 영양소, 단백질 및 세포 소기관을 운반합니다..

1830 년대에 처음으로 발견 된 세포질 흐름은 생물 학자들에게 세포가 생명의 기본 단위라는 것을 납득시키는 데 도움이되었습니다..

세포질 전달 메커니즘은 완전히 이해되지는 않았지만, 하나의 단백질을 다른 단백질과 상대적으로 이동시키는 아데노신 3 인산염을 사용하는 2 개의 단백질로 구성된 분자 인 "모터"단백질에 의해 매개되는 것으로 생각된다.

단백질 중 하나가 마이크로 필라멘트 (microfilament) 또는 미세 소관 (microtubule)과 같이 기질에 고착되면 모터 단백질은 세포질을 통해 세포 기관 및 기타 분자를 움직일 수 있습니다..

모터 단백질은 종종 액틴 필라멘트, 세포막 내 전류와 평행하게 정렬 된 긴 단백질 섬유로 구성됩니다.

세포 소기관에 결합 된 미오신 분자는 액틴 섬유를 따라 이동하고, 소기관을 견인하며, 동일한 방향으로 다른 세포질 내용을 휩쓸고있다.

세포질 전염 또는 순환 증은 식물 세포에서 에너지를 소비하고 세포질에 영양분을 분배하는 데 사용됩니다. 확산이 물질의 분포에 적합하지 않은 큰 세포에서 일반적입니다.

식물에서는 광합성을 위해 최대 광 흡수를 위해 엽록체를 분배하는 데에도 사용할 수 있습니다. 비록 미세 소관과 마이크로 필라멘트가 세포 소기관의 운동 단백질과 상호 작용하는 역할을한다는 가설이 있지만 과학자들은 여전히이 과정이 어떻게 일어나는지 이해하지 못한다.

일부 식물 세포에서는 엽록체와 과립을 운반하는 세포벽 옆의 세포 주변 부분으로 제한되는 빠른 회전 세포질 운동이있다.

이 운동은 빛에 의해 증가 될 수 있고, 온도와 pH에 의존한다. Auxins, 또는 식물 성장 호르몬은 또한 운동 속도를 증가시킬 수 있습니다. 섬모와 같은 일부 원생 동물에서는 느린 순환 이동이 소체 공포를 세포체로 옮깁니다.

세포질 전달

식물 세포의 세포질 전달은 마이크로 필라멘트의자가 조직을 통해 자연적으로 발생한다.

많은 세포가 세포질 흐름이나 운동이라고 불리는 과정을 통해 모든 액체 성분의 대규모 활성 순환을 보입니다. 이 현상은 식물 세포에서 특히 빈번하게 발생하며, 종종 현저하게 조절 된 흐름 패턴을 나타낸다.

상기 세포의 구동 메카니즘에서, 미오신으로 코팅 된 세포 소기관은 주변에 고정 된 액틴 필라멘트 번들을 따라 세포질을 처리하면서 세포질을 동반한다. 이 과정은 세포 계에서 일관된 흐름에 필요한 정렬 된 액틴 구성을 만드는 개발 과정입니다.

고분자 필라멘트와 상호 작용하는 모터 단백질의 기초가되는 기본 패러다임은 이론 및 실험 환경 모두에서 행동을 형성하는 많은 패턴을 가지고 있음이 관찰되었습니다.

그러나 이러한 연구는 종종 특정 생물학적 시스템의 맥락에서 추출되며, 특히 세포질 전달의 발달과 직접적인 연관성이 없다.

순서화 된 흐름의 형성을 유도하고 거시적 인 것과 미시적 인 것을 연결하는 근본적인 동력을 이해하기 위해 대안적인 "하향식"접근법이 정당화된다.

이를 위해 특정 프로토 타입 시스템을 통해 문제에 접근합니다. 우리는 아마도 가장 놀라운 예인 수중 조류 인 Chara corallina.

거 세포 체인지 internodal 원통 직경 1mm 및 길이는 최대 10cm를 측정. "cyclosis"이라고 불리는 회전 흐름은 반대 방향 많은 병렬 연속 필라멘트와 액틴 두 밴드 길이를 따라 슬라이드 미오신 모터 단백질로 코팅 된 소포 (소포체)에 의해 구동되고.

각각의 케이블은 많은 개별적인 액틴 필라멘트의 묶음이며, 각각은 고유 한 극성을 가지고 있습니다. myosin의 모터는 필라멘트를 작은쪽으로부터 큰쪽으로 (스파이크로) 지시 된 방향으로 움직입니다..

이 케이블은 세포 주변에 대뇌 피질로 고정 된 엽록체에 부착되어 50-100 μm / s의 유속을 생성합니다. 복잡한 화학 패턴의 결과라고 추측 할 수 있지만 형태 생성 과정에서이 단순하지만 현저한 패턴이 어떻게 형성되는지는 분명하지 않다..

chachaceous algae의 세포에서 세포질 흐름의 기전 : 액틴 필라멘트를 통한 소포체의 슬라이딩

직접 고정 조류 charáceas 거대 세포의 전자 현미경 유동 영역 세포질 관통 거친 소포체의 튜브와 탱크 anastomosing의 연속 삼차원 네트워크를 도시.

이 소포체의 일부는 고정 피질 세포질과의 계면에서 액틴 필라멘트의 평행 다발과 접촉한다.

미토콘드리아, glycosomes 및 기타 작은 세포질 organelles는 소포체 망상 네트워크에 얽혀있는 그들이 흐르는대로 브라운 운동을 보여줍니다.

바인딩, 이러한 세포의 세포질 직후에 디스플레이 될 수 액틴 케이블 따라 소포체 막 슬라이딩하는 ATP를 함유하는 완충액에 벽개.

해리 된 액틴 케이블과의 계면에서 생성 된 전단력은 소포체 및 다른 세포 기관의 큰 집합체를 움직인다. 해리 급속 냉동 전자 현미경 살아있는 세포의 세포질 비디오 현미경의 조합은 송신 정지 액틴 케이블을 따라 슬라이딩 세포질 소포체 막에 의존한다는 것을 보여준다.

따라서, 소포체의 연속적인 네트워크는 원동력이 생성되는 피질 액틴 리드의 먼 세포 내의 깊은 세포질에서 원동력을 발휘하는 수단을 제공한다.

세포 내 수송에서의 역할

많은 수의 연구가 세포질 운동의 분자 적 기반과 유체 역학에 발표되었지만, 상대적으로 소수의 저자들이 그들의 기능에 대한 논의를 시도한다.

오랜 시간 동안이 흐름이 분자 수송에 도움이된다고 제안되었습니다. 그러나, 전송이 신진 대사 속도를 촉진하는 메커니즘에 관한 특정 가설은 거의 분석되지 않았다.

확산은 세포에서 많은 수송 현상을 설명 할 수 없으며 경로를 따른 항상성의 정도는 그들이 능동 수송의 형태라고 가정하는 것 이상으로 설명 될 수 없다.

characeous algae에서 현재의 고도로 대칭적인 토폴로지는 진화론 적 비용으로 진화 한 것으로 보이며,이 미생물에서 발견되는 미오신이 존재 속에서 가장 빨리 발견된다는 사실에도 반영되어있다..

찰스 조류에 관해 우리가 알고있는 것에 기초하여, 우리는 세포 내 신진 대사에서 많은 역할이 전염됨을 알 수 있습니다. 그것은 세포 사이의 수송을 돕고, 따라서 새싹의 끝에서 새롭게 형성된 세포에 세포질 빌딩 블록의 일정한 흐름을 공급하는 것이 필수적입니다.

또한 주위의 물에서 무기 탄소의 흡수를 촉진시키는 알칼리성 밴드를 유지하는 것이 중요해 보입니다. 그러나 크게 대답하지 않은 핵심 질문은 정확히 세포질 운동의 역할이 다른 생물체의 세포 크기를 제한하는 확산 병목 현상을 없애는데 어떤 역할을 할 수 있는지에 관한 것이다.

실제로이 흐름은 세포의 부피가 급격하게 증가하는 동안 항상성을 유지하는 데 도움이 될 수 있지만, 연구의 열린 영역으로 남아있는 정확한 메커니즘은.

세포 내 수송에 세포질 흐름의 영향에 대한 정량화 된 논의의 관점에서 가장 중요한 기여는 의심의 여지없이 피커드 (Pickard) 다. 이 과학자는 셀의 크기, 엽록체의 열 주위의 주변 세포질 정체 층 사이의 상호 작용, 및 이동 층과 endoplasma 유량 확산 시간 스케일을 확대 한 바와.

그는 농도 원의 변동이 농도계의 변동을 완화시킴으로써 항상성을 도울 수있는 가능성을 지적했다. 그는 또한 그 세포질 흐름이 세포 뼈대를 따라 입자를 운반하는 것이라면 그 세포질에 유익을 줄 필요가 없다는 개념을 제기했다..

세포질 운동은 대형 식물 세포에서 분자와 소포의 분포를 허용한다.

수생 및 육상 식물에 대한 최근의 연구에 따르면 비슷한 현상이 세포 소기관과 소포의 세포 내 수송을 결정합니다. 이것은 외부 자극에 대한 발달과 반응에 관여하는 세포 신호의 양상이 종 전체에 걸쳐 보존되어 있음을 시사한다.

직접 또는 간접적으로 세포 골격의 필라멘트를 따라 분자 모터의 움직임은 강도 잠재적으로 중요한 대사 의미와 함께, cyclosis (세포질 이동) 및 그라디언트를 세포 내 분자 종에 영향을 미치는로 이어지는, 유체 세포질을 그립니다 셀 확장 모터.

연구는 마이 오신 XI 수생 및 육상 식물의 흐름을 추진 세포질 소기관의 움직임으로 작동 것으로 나타났습니다. 물과 육지 식물과 기계 보존 골격 추진 운동 세포 소기관이 속도하지만 식물 세포에서 cyclosis은 세포 유형, 세포 개발의 단계 및 식물 종을 다양.

참고 문헌

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