KEMOTAKTISUUS: MITÄ SE ON, ESIMERKKEJÄ - BIOLOGIA - 2026

Kemotaksista on biologinen prosessi, jossa liikkeen tai siirtymisen jonkin soluja vetää puoleensa kemotaktinen aineita (kemikaaleja) tapahtuu. Solut voivat olla prokaryoottisia tai eukaryoottisia; esimerkiksi bakteerit ja leukosyytit.

Tämä ilmiö esiintyy yksisoluisissa ja monisoluisissa organismeissa, joiden liikuntaelimet antavat niiden liikkua. Se on erittäin tärkeä kaikille eläville asioille. Sitä vaaditaan uuden olennon syntymisen hetkestä lähtien, ja on tärkeää, että se suoritetaan alkion ja sikiön kehityksen eri vaiheissa.

Lähde: Gabriel Bolívar

Kemotaktisuus on elintärkeää monisoluisten organismien normaalien toimintojen suorittamiseksi; esimerkiksi kehon ravitsemus ja puolustus.

Engelmann ja Pfeffer löysivät bakteerikemotaasin yli vuosisadan sitten. Määritettiin, että näillä mikro-organismeilla voi olla erityyppisiä kemotaksisia, riippuen siitä, onko ärsyke vetovoimaa vai heikentääkö kemotaktista ainetta.

Tapa, jolla kemotaktinen vaste tapahtuu, tai liikkeen ominaisuudet vaihtelevat organismien liikuntaelimien mukaan.

Mikä on kemotaktisuus?

Kemotaktisuus on vaste, jonka esittävät prokaryoottiset tai eukaryoottiset solut, yksisoluiset tai monisoluiset organismit, jotka ovat liikkuvia. Kemiallisen aineen gradientti tai konsentraatioero vaikuttaa sen liikesuuntaan, koska se vastaa tähän ympäristössä olevaan gradientiin.

Kemotaktiset tekijät ovat epäorgaanisia tai orgaanisia aineita. Organismien solukalvossa on kemotaksisproteiineja, jotka toimivat reseptoreina havaitsemalla näiden aineiden erityyppiset kemialliset gradientit.

Bakteeriliike

Bakteeri ui suorassa linjassa kiertämällä perhoa vastapäivään. Tietyin väliajoin flagellan suunta muuttuu; joka ilmenee bakteerien liikkeistä, kuten hyppäämisestä tai hyppäämisestä.

Yleensä väliaineen kemotaktiset signaalit vaikuttavat bakteerien liikkeisiin. Kun bakteeri lähestyy houkuttelijaa, se ui suorassa linjassa pidempään, toisinaan osoittaen hyppyjä; kun taas se siirtyy pois kemiallisesta tekijästä, se tekee niin enemmän hyppyjä.

Kemotaktiikka eroaa kemokineesistä tai kemokineesistä siinä, että gradientti muuttaa liikettä todennäköisyyttä vain yhteen suuntaan; ts. kemokineesissä kemikaali tuottaa organismin suuntautumattoman tai satunnaisen liikkeen.

Tyypit

Kun otetaan huomioon solujen liikkeen tarkoitus tai suunta vetovoimatekijään nähden, kuvataan kahden tyyppinen kemotaktisuus: positiivinen ja negatiivinen.

Positiivinen kemotaktisuus

Organismin liike tapahtuu kohti sen ympäristössä olevan kemiallisen aineen korkeampaa pitoisuutta.

Esimerkiksi: kun bakteerit liikkuvat tai uivat houkuttelemalla paikkoihin, joissa hiilen pitoisuus on suurempi glukoosin muodossa.

Tämän tyyppinen kemotaktisuus on esitetty kuvassa. Organismi siirtyy alueille, joilla sille hyödyllisen aineen pitoisuus on suurempi; negatiivisessa kemotaktismissa tapahtuu päinvastainen: ei mitään kohti aluetta, jolla haitallisen aineen pitoisuus on alhaisempi.

Negatiivinen kemotaktisuus

Se tapahtuu, kun organismin liike tapahtuu vastakkaiseen suuntaan kohtaan, jossa diffuusiivan kemikaalin pitoisuus on suurempi.

Esimerkki tämän tyyppisestä negatiivisesta kemotaktismista tapahtuu, kun bakteerit voivat siirtyä pois tietyistä heille haitallisista kemikaaleista. He vetäytyvät pois, pakenevat paikasta, jossa on aineita, kuten fenoli, joka on heille myrkky.

Kuvaillun kemotaksiksen lisäksi on olemassa myös toinen liiketyypin luokittelu, joka syntyy vastauksena ympäristössä tapahtuvaan muunteluun:

-Aerootaksi, joka on solujen liikkuminen kohti kohtaa, jossa on optimaalinen happipitoisuus.

-Fotoksaksi tai bakteerien liikkuminen paikkoihin, joissa on enemmän valoa.

- Taksi. Jälkimmäinen koostuu bakteerien liikkumisesta paikkoihin, joissa on elektroniakseptoreita; esimerkiksi nitraatti-ioni (NO ₃ ^-).

esimerkit

-Kemotaktisuus bakteerien ravinnossa

Kemotaktisen tekijän tai kemiallisen vetovoiman, kuten sokerin tai aminohapon, läsnäolo sieppataan sen aineen spesifisillä reseptoreilla, jotka sijaitsevat bakteerikalvolla.

Syklisen guanosiinimonofosfaatin (cGMP) välittämien spesifisten membraaniproteiinien metylointi ja demetylaatio on kuvattu yhtenä mekanismeista, joka saa bakteerit suorittamaan erityyppisiä kemotaksioita.

Houkuttelevat kemotaktiset tekijät aiheuttavat ohimenevän demetylaation eston, kun taas karkottavat tekijät stimuloivat demetylaatiota.

- Hedelmöityksessä ja alkion kehityksessä

Kemotaktisuus on vastuussa hedelmöityksestä. Tällöin konsentraatiogradientti johtuu progesteronista, jonka vapauttavat glomerulaarisolut (jotka ympäröivät munasolujen zona pellucidaa). Tämä aiheuttaa siittiöiden kulkeutumisen munasoluun munanjohdossa.

Alkion eri kehitysvaiheissa ja organogeneesin aikana solut muuttuvat ja organisoituvat vasteena monille erityisille kemotaktisiin tekijöihin; samoin kuin kasvutekijät.

- Kemotaktisuus tulehduksessa

Mikro-organismien tuottamat tekijät

Tulehduksellisissa reaktioissa, jotka tuotetaan vasteena infektiolle, samat mikro-organismit, kuten bakteerit, tuottavat kemotaktisia aineita. Ne aiheuttavat kemotaktisen vaikutuksen, polymorfo-ydinleukosyyttien nopean muuttumisen tai saapumisen paikkaan, jossa infektio tapahtuu.

Bakteeripeptidit aloittavat N-formyylimetioniinilla, jotka ovat kemo-houkuttajia lukuisiin fagosyyttisiin isäntäsoluihin.

Komplementin muodostama kemotaktinen tekijä

Komplementti on joukko seerumiproteiineja, joilla on kehossa puolustustoiminto ja joka aktivoidaan sarja proteolyyttisiä reaktioita peräkkäin tai kaskadi.

Tämä komplementti voidaan aktivoida, kun se on kosketuksessa tarttuviin mikro-organismeihin tai antigeeni-vasta-ainekomplekseihin; muodostuneiden aktiivisten fragmenttien joukossa on C5a.

Komplementtifragmentin C5a päätehtävä on kemotaksi, jonka avulla se houkuttelee neutrofiilisiä leukosyyttejä ja monosyyttejä. Nämä solut diapédesiksella läpäisevät verisuonen endoteelin ja saavuttavat tartunnan saaneen kudoksen tai limakalvon fagosytoosin tai patogeenien tai vieraiden hiukkasten nauttimisen aikaansaamiseksi.

Solujen muodostamat kemotaktiset tekijät

Jotkut solut, kuten monosyytit ja makrofagit, tuottavat kemotaktisia aineita, mukaan lukien leukotrieenit ja erilaiset interleukiinit. B- ja T-lymfosyytit vapauttavat myös kemotaktisia sytokiinejä, joiden vaikutukset tehostavat immuunireaktioita.

-Kemotaktisen reaktion tartuntatauteissa

Yleensä kemotaksista muutetaan potilailla, joilla on tartuntatauteja, kuten AIDS ja luomistauti.

Kemotaktisuus voi vähentyä useissa oireyhtymissä, joissa fagosytoosi estyy. Tätä voi esiintyä muun muassa tulehduksellisissa sairauksissa, kuten niveltulehdus, tuumorien etäpesäkkeet, asbestimyrkytykset.

Viitteet

1. Vuotuiset arvostelut. (1975). Kemotaksia bakteereissa. Palautettu osoitteesta: nemenmanlab.org
2. Brooks, G.; Butel, J. ja Morse S. (2005). Jawetz, Melnick ja Adelberg Medical Microbiology. (18. painos) Meksiko: The Modern Manual
3. Spermatozoa Chemotaxis. Sea Urchin Spermatozoa Chemotaxis. Palautettu: embryology.med.unsw.edu.au
4. Wikipedia. (2018). Kemotaksista. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
5. Williams & Wilkins (1994). Tartuntatautien mikrobiologiset mekanismit. (2. painos.) Buenos Aires: Panamericana