CHEMOTAKTYZM: CO TO JEST, PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2026

Chemotaksję jest procesem biologicznym, w którym ruch lub przemieszczanie niektórych komórkach przyciągane na czynniki chemotaktyczne (chemikalia) występuje. Komórki mogą być prokariotyczne lub eukariotyczne; na przykład bakterie i leukocyty.

Zjawisko to występuje w organizmach jednokomórkowych i wielokomórkowych, które posiadają narządy lokomocyjne, które pozwalają im się poruszać. Jest to niezwykle ważne dla wszystkich żywych istot. Jest to wymagane od momentu powstania nowej istoty i ważne jest, aby było to przeprowadzane w różnych fazach rozwoju embrionalnego i płodowego.

Źródło: Gabriel Bolívar

Chemotaktyka jest niezbędna do wykonywania normalnych funkcji organizmów wielokomórkowych; na przykład odżywianie i obrona organizmu.

Chemotaksję bakteryjną odkryli Engelmann i Pfeffer ponad sto lat temu. Stwierdzono, że mikroorganizmy te mogą wykazywać różne typy chemotaksji, w zależności od tego, czy bodźcem jest przyciąganie, czy odpychanie w kierunku środka chemotaktycznego.

Sposób, w jaki zachodzi odpowiedź chemotaktyczna lub charakterystyka ruchu, różnią się w zależności od narządów ruchu, które posiadają organizmy.

Co to jest chemotaktyzm?

Chemotaktyzm jest odpowiedzią wywoływaną przez komórki prokariotyczne lub eukariotyczne, organizmy jednokomórkowe lub wielokomórkowe, które są ruchome. Gradient lub różnica w stężeniu substancji chemicznej wpływa na kierunek jej ruchu, ponieważ reaguje na gradient występujący w jej otoczeniu.

Czynniki chemotaktyczne to substancje nieorganiczne lub organiczne. W błonie komórkowej organizmów znajdują się białka chemotaksji, które pełnią funkcję receptorów, wykrywając różne typy gradientów chemicznych tych substancji.

Ruch bakterii

Bakteria pływa w linii prostej, obracając wici w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. W pewnych odstępach czasu następuje zmiana kierunku wici; co objawia się ruchami bakterii, takimi jak skakanie lub skakanie.

Generalnie, sygnały chemotaktyczne medium wpływają na ruch bakterii. Kiedy bakteria zbliża się do atraktanta, pływa dłużej w linii prostej, czasami wykonując skoki; podczas gdy gdy oddala się od czynnika chemicznego, robi to z większą liczbą skoków.

Chemotaktyzm różni się od chemokinezy lub chemokinezy tym, że gradient zmienia prawdopodobieństwo ruchu tylko w jednym kierunku; to znaczy, w chemokinezie substancja chemiczna powoduje niezorientowany lub przypadkowy ruch organizmu.

Rodzaje

Biorąc pod uwagę sens lub kierunek ruchu komórek w stosunku do czynnika wabiącego, opisano istnienie dwóch typów chemotaktyzmu: pozytywnego i negatywnego.

Pozytywna chemotaktyka

Ruch organizmu następuje w kierunku wyższego stężenia substancji chemicznej znajdującej się w jego otoczeniu.

Na przykład: gdy bakterie poruszają się lub pływają, przyciągane do miejsc, w których występuje większe stężenie węgla w postaci glukozy.

Ten rodzaj chemotaktyki jest przedstawiony na obrazku. Organizm przenosi się w rejony, w których występuje większe stężenie korzystnej dla niego substancji; podczas gdy w negatywnej chemotaktyce występuje odwrotnie: nic w kierunku regionu, w którym stężenie szkodliwej substancji jest niższe.

Negatywna chemotaktyka

Występuje, gdy ruch organizmu następuje w kierunku przeciwnym do miejsca, w którym występuje większe stężenie dyfuzyjnej substancji chemicznej.

Przykład tego rodzaju negatywnej chemotaktyki występuje, gdy bakterie mogą odejść od pewnych szkodliwych dla nich substancji chemicznych. Wycofują się, uciekają z miejsca, w którym znajdują się substancje, np. Fenol, który jest dla nich trucizną.

Oprócz opisanej chemotaksji istnieje inna klasyfikacja ruchu, który jest generowany w odpowiedzi na rodzaj modyfikacji, która zachodzi w środowisku:

-Aerotaksja, czyli ruch komórek w kierunku miejsca, w którym występuje optymalne stężenie tlenu.

-Fototaksja, czyli przemieszczanie się bakterii do miejsc, w których występuje większa ilość światła.

-Taksówka. Ta ostatnia polega na przemieszczaniu się bakterii do miejsc, w których znajdują się akceptory elektronów; na przykład jon azotanowy (NO ₃ ^- ).

Przykłady

-Chemotaktyzm w żywieniu bakterii

Obecność czynnika chemotaktycznego lub atraktanta chemicznego, takiego jak cukier lub aminokwas, jest wychwytywana przez specyficzne receptory tej substancji znajdujące się na błonie bakteryjnej.

Metylację i demetylację specyficznych białek błonowych za pośrednictwem cyklicznego monofosforanu guanozyny (cGMP) opisano jako jeden z mechanizmów, które powodują, że bakterie przeprowadzają różne rodzaje chemotaksji.

Wabiące czynniki chemotaktyczne powodują przejściowe zahamowanie demetylacji, podczas gdy czynniki repelenty stymulują demetylację.

-W zapłodnieniu i rozwoju embrionalnym

Za zapłodnienie odpowiada chemotaktyzm. W tym przypadku gradient stężeń jest spowodowany progesteronem uwalnianym przez komórki kłębuszków (które otaczają osłonę przezroczystą oocytu). To powoduje, że plemniki przemieszczają się do komórki jajowej w jajowodzie.

Na różnych etapach rozwoju embrionalnego i podczas organogenezy komórki migrują i organizują się w odpowiedzi na dużą liczbę specyficznych czynników chemotaktycznych; podobnie jak czynniki wzrostu.

-Chemotaktyzm w zapaleniu

Czynniki wytwarzane przez mikroorganizmy

W reakcjach zapalnych powstałych w odpowiedzi na infekcję te same mikroorganizmy, takie jak bakterie, wytwarzają substancje chemotaktyczne. Wywołują chemotaktykę, szybką migrację lub przybycie leukocytów polimorfo-jądrowych do miejsca zakażenia.

Peptydy bakteryjne inicjują N-formylo-metioninę, które są chemo-atraktantami dla wielu fagocytarnych komórek gospodarza.

Czynnik chemotaktyczny generowany przez dopełniacz

Dopełniacz to zestaw białek surowicy, które pełnią funkcję obronną w organizmie i są aktywowane przez szereg reakcji proteolitycznych w sposób sekwencyjny lub kaskadowy.

Ten dopełniacz może być aktywowany w kontakcie z zakaźnymi mikroorganizmami lub z kompleksami antygen-przeciwciało; wśród wygenerowanych aktywnych fragmentów znajduje się C5a.

Główną funkcją fragmentu dopełniacza C5a jest chemotaksja, dzięki której przyciąga neutrofilne leukocyty i monocyty. Komórki te na drodze diapédesis przechodzą przez śródbłonek naczyniowy i docierają do zakażonej tkanki lub błony śluzowej w celu wywołania fagocytozy lub spożycia patogenów lub obcych cząstek.

Czynniki chemotaktyczne generowane przez komórki

Niektóre komórki, takie jak monocyty i makrofagi, wytwarzają substancje chemotaktyczne, w tym leukotrieny i różne interleukiny. Limfocyty B i T uwalniają również cytokiny chemotaktyczne, których działanie wzmacnia reakcje odpornościowe.

-Alteracja chemotaktyzmu w chorobach zakaźnych

Ogólnie chemotaksja jest modyfikowana u pacjentów z chorobami zakaźnymi, takimi jak AIDS i bruceloza.

Chemotaktyzm może zmniejszać się w kilku zespołach, w których hamowana jest fagocytoza. Może to wystąpić w chorobach zapalnych, takich jak zapalenie stawów, przerzuty nowotworów, zatrucie azbestem i inne.

Bibliografia

1. Roczne przeglądy. (1975). Chemotaksja u bakterii. Odzyskane z: nemenmanlab.org
2. Brooks, G.; Butel, J. i Morse S. (2005). Jawetz, Melnick i Adelberg Medical Microbiology. (Wyd. 18) Meksyk: The Modern Manual
3. Plemniki Chemotaksja. Sea Urchin Plemniki Chemotaksja. Odzyskany z: embriology.med.unsw.edu.au
4. Wikipedia. (2018). Chemotaksja. Odzyskane z: en.wikipedia.org
5. Williams i Wilkins (1994). Mikrobiologia Mechanizmy chorób zakaźnych. (2nd. Ed.) Buenos Aires: Panamericana