KEMOTAKTIKA: ŠTO JEST, PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2025

Kemotaksija je biološki proces u kojem pomicanje ili premještanje pojedinih stanica se privlače kemotaksije sredstvima (kemijski) dogodi. Stanice mogu biti prokariotske ili eukariotske; na primjer, bakterije i leukociti.

Ova pojava javlja se kod jednoćelijskih i višećelijskih organizama koji imaju organe kretanja koji im omogućuju kretanje. Izuzetno je važan za sva živa bića. Potrebno je od trenutka rođenja novog bića, a važno je da se ono odvija u različitim fazama embrionalnog i fetalnog razvoja.

Izvor: Gabriel Bolívar

Kemotakticizam je od vitalne važnosti za obavljanje normalnih funkcija višećelijskih organizama; na primjer, prehrana i obrana tijela.

Bakterijsku hemotaksiju otkrili su Engelmann i Pfeffer prije više od jednog stoljeća. Utvrđeno je da ti mikroorganizmi mogu predstavljati različite vrste hemotaksije, ovisno o tome je li poticaj privlačnost ili odbojnost prema kemotaksičkom agentu.

Način na koji se javlja kemotaktički odgovor ili karakteristike pokreta razlikuju se ovisno o lokomotivaciji organa koje organizmi posjeduju.

Što je hemotaktizam?

Kemotakticizam je odgovor predstavljen od prokariotskih ili eukariotskih stanica, jednoćelijskih ili višećelijskih organizama koji su pokretni. Gradijent ili razlika u koncentraciji kemijske tvari utječe na smjer njezina kretanja, jer reagira na taj gradijent prisutan u njegovoj okolini.

Kemotaktički čimbenici su anorganske ili organske tvari. U staničnoj membrani organizama nalaze se proteini hemotaksije, koji djeluju kao receptori otkrivanjem različitih vrsta kemijskih gradijenata tih tvari.

Kretanje bakterija

Bakterija pliva u ravnoj liniji rotirajući flagele u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. U određenim intervalima dolazi do promjene smjera flagela; što se očituje u pokretima bakterija poput skakanja ili skakanja.

Općenito, kemotaktički signali medija utječu na kretanje bakterija. Kad se bakterija približi privlačnom tijelu, on dulje pliva u ravnoj liniji, povremeno pokazujući skokove; dok kada se udaljava od kemijskog faktora, to čini s više skokova.

Kemotakticizam se razlikuje od hemokineze ili hemokineze po tome što gradijent mijenja vjerojatnost kretanja u samo jednom smjeru; to jest, u hemokinezi kemikalija proizvodi neokretno ili slučajno kretanje organizma.

vrste

Uzimajući u obzir smisao ili smjer kretanja stanica u odnosu na privlačni faktor, opisano je postojanje dvije vrste kemotakticizma: pozitivne i negativne.

Pozitivan hemotaktizam

Kretanje organizma događa se prema većoj koncentraciji kemijske tvari koja se nalazi u njegovoj okolini.

Na primjer: kada se bakterije kreću ili plivaju privlače ih na mjesta gdje je veća koncentracija ugljika u obliku glukoze.

Na slici je predstavljena ta vrsta kemotakticizma. Organizam se kreće u regije gdje je veća koncentracija korisne tvari za njega; dok se u negativnom hemotaktizmu događa suprotno: ništa prema regiji u kojoj je koncentracija štetne tvari niža.

Negativni hemotaktizam

Javlja se kada se kretanje organizma događa u suprotnom smjeru od mjesta na kojem je veća koncentracija difuzne kemikalije.

Primjer ove vrste negativnog hemotaktizma događa se kada se bakterije mogu odmaknuti od određenih štetnih kemikalija. Oni se povlače, bježe s mjesta na kojem se nalaze tvari, poput fenola, koji je za njih otrov.

Pored opisane hemotaksije, postoji još jedna klasifikacija kretanja koja nastaje kao odgovor na vrstu modifikacije koja se događa u okruženju:

-Eerotaxis, što je kretanje stanica prema mjestu gdje postoji optimalna koncentracija kisika.

-Fototaksija, odnosno kretanje bakterija do mjesta na kojima postoji veća količina svjetlosti.

-Taksi. Potonji se sastoji od kretanja bakterija do mjesta na kojima postoje akceptori elektrona; na primjer, nitratni ion (NO ₃ ^-).

Primjeri

-Hemotakticizam u ishrani bakterija

Prisutnost hemotaktičkog faktora ili kemijskog privlaka, poput šećera ili aminokiseline, bilježe specifični receptori za tu tvar koji se nalaze na bakterijskoj membrani.

Metilacija i demetilacija specifičnih membranskih proteina posredovanih cikličkim gvanozin monofosfatom (cGMP) opisana je kao jedan od mehanizama koji uzrokuje da bakterije provode različite vrste kemotaktika.

Atraktivni hemotaktički čimbenici uzrokuju prolaznu inhibiciju demetilacije, dok repelentni čimbenici potiču demetilaciju.

-U oplodnji i embrionalnom razvoju

Kemotaktika je odgovorna za oplodnju. U ovom slučaju, gradijent koncentracije nastaje zbog progesterona koji oslobađaju glomerularne stanice (koje okružuju zona pellucida oocita). To uzrokuje da sperma putuje do jajašca u jajovodu.

Tijekom različitih faza embrionalnog razvoja i tijekom organogeneze, stanice migriraju i organiziraju se kao odgovor na veliki broj specifičnih kemotaktičkih čimbenika; kao i faktori rasta.

-Hemotakticizam u upali

Čimbenici koje proizvode mikroorganizmi

U upalnim reakcijama koje nastaju kao odgovor na infekciju, isti mikroorganizmi, poput bakterija, proizvode kemotaktičke tvari. Oni induciraju kemotakticizam, brzu migraciju ili dolazak polimorfno-nuklearnih leukocita na mjesto na kojem se događa infekcija.

Bakterijski peptidi iniciraju s N-formil-metioninom, koji su hemoaktivni agensi brojnim stanicama domaćina fagocita.

Kemotaktički faktor nastao komplementom

Komplement je skup proteina u serumu koji imaju odbrambenu funkciju u tijelu i aktiviraju se nizom proteolitičkih reakcija na sekvencijalni ili kaskadni način.

Taj se komplement može aktivirati kada dođe u kontakt sa zaraznim mikroorganizmima ili s kompleksima antigen-antitijelo; među aktivnim fragmentima koji se stvaraju je C5a.

Glavna funkcija komplementa kompleksa C5a je hemotaksija kojom privlači neutrofilne leukocite i monocite. Te stanice dijapedezom prelaze vaskularni endotel i dopiru do zaraženih tkiva ili sluznice kako bi izvršili fagocitozu ili gutanje patogena ili stranih čestica.

Kemotaktički čimbenici koji nastaju u stanicama

Neke stanice, poput monocita i makrofaga, proizvode hemotaktičke tvari, uključujući leukotriene i razne interleukine. Limfociti B i T također oslobađaju hemotaktičke citokine, čiji učinci pojačavaju imunološke reakcije.

-Razvijanje kemotaktika u zaraznim bolestima

Kemotaksa je općenito modificirana u bolesnika s zaraznim bolestima kao što su AIDS i bruceloza.

Kemotakticizam se može smanjiti u nekoliko sindroma u kojima je fagocitoza inhibirana. To se može pojaviti kod upalnih bolesti poput artritisa, metastaza tumora, trovanja azbestom, između ostalih stanja.

Reference

1. Godišnji pregledi. (1975). Kemotaksija u bakterijama. Oporavilo od: nemenmanlab.org
2. Brooks, G.; Butel, J. i Morse S. (2005). Jawetz, Melnick i Adelberg Medical Microbiology. (18. izd.) Meksiko: Moderni priručnik
3. Kemotaksija spermatozoida. Kemotaksija morskog ježa spermatozoa. Oporavak od: embryology.med.unsw.edu.au
4. Wikipedia. (2018.). Kemotaksije. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
5. Williams & Wilkins (1994). Mikrobiološki mehanizmi zaraznih bolesti. (2. izd.) Buenos Aires: Panamericana