CYKLOSA: CHARAKTERISTIKA A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Cyclosis nebo hnutí citoplasmáticoes posun, který by mohl provést cytoplasmy do buňky některých živých tvorů, jako jsou vyšší rostliny, bakterie a živočichů. Díky tomu mohou být transportovány mimo jiné živiny, organely a proteiny.

Cyklosa hraje velmi důležitou roli v některých biologických procesech, jako je rychlý růst, ke kterému dochází na koncích kořenových chloupků a vývoj pylové zkumavky. Podobně se díky tomuto pohybu mohou chloroplasty pohybovat uvnitř rostlinných buněk.

Živočišná eukaryotická buňka. Zdroj: Nikol valentina romero ruiz

Byla prováděna různá vyšetřování toho, jak dochází k přeměně cytoplazmy. Některé směřují k názoru, že hnací silou tohoto procesu jsou „motorické“ proteiny. Obsahují dva proteiny, které jsou díky ATP mobilizovány.

V tomto smyslu je myosin navázán na organely a prochází aktinovými vlákny tvořenými motorickými proteiny. Díky tomu mohly být organely a další obsah cytoplazmy také odplaveny.

V současné době se však navrhuje teorie, která zahrnuje jako prvky účastnící se cyklosy viskozitu cytoplazmy a charakteristiky cytoplazmatické membrány.

vlastnosti

Odpovědný za pohyb buněčných struktur

Buňky, ať už zvíře, rostlina nebo houba, mají organely. Tyto složky plní různé životně důležité funkce, jako je zpracování živin, účast na procesu buněčného dělení a řízení různých akcí buňky.

Kromě toho obsahují genetický materiál, který zaručuje přenos charakteristik každého organismu.

Tyto struktury nejsou na rozdíl od orgánů zvířat a rostlin fixovány. Nacházejí se „plovoucí“ a pohybující se v cytoplazmě prostřednictvím cyklosy.

Motorizované přemístění

Existuje teorie, která se snaží vysvětlit cytoplazmatické hnutí. Tento přístup naznačuje, že je to výsledek působení motorických proteinů. Jedná se o vlákna tvořená aktinem a myosinem, která se nacházejí v buněčné membráně.

Jeho působení je způsobeno použitím ATP, což je energetické palivo produkované v buňce. Díky této molekule adenosintrifosfátu a samoorganizaci se kromě jiných vnitřních procesů mohou organely a proteiny pohybovat i v cytoplazmě.

Jasným příkladem je vytěsnění chloroplastů v cytoplazmě. K tomu dochází, protože tekutina je přenášena účinky motorických molekul.

Zatímco se proteinové molekuly myosinu pohybují aktinovými vlákny, táhnou chloroplasty, které jsou k nim připojeny.

V rostlinných buňkách existují různé vzory tohoto přemístění. Jedním z nich je zdroj toku. Toto je charakterizováno tím, že má centrální proud v buňce, který je v opačném směru k obvodu. Příkladem takového vzoru pohybu je pylová lilie.

V Charě je také spirálovitý rotační přenos, rod zelených řas, který je součástí rodiny Characeae.

Nedávný výzkum

V důsledku nedávného výzkumu se objevuje nový model. To naznačuje, že možná myosinové proteinové motory nemusí být spojeny přímo s nějakou elastickou sítí.

Posun by mohl být proveden díky vysoké viskozitě, kterou má cytoplazma, kromě tenké vrstvy klouzání.

To by pravděpodobně stačilo k tomu, aby se cytoplazma pohybovala v plochém gradientu rychlosti, což činí přibližně stejnou rychlostí jako aktivní částice.

Buňky, kde se vyskytují

K cytoplazmatickým pohybům obvykle dochází v buňkách větších než 0,1 milimetru. V menších buňkách je molekulární difúze rychlá, zatímco u větších buněk zpomaluje. Z tohoto důvodu pravděpodobně velké buňky vyžadují cyklosis, aby měly účinnou orgánovou funkci.

Ovlivňující faktory

Cytoplazmatický posun závisí na intracelulární teplotě a pH. Studie ukazují, že teplota v cyklosis má přímý poměrný poměr s vysokými teplotními hodnotami.

V buňkách rostlinného typu se chloroplasty pohybují. Pravděpodobně to souvisí s hledáním lepší polohy, což umožňuje absorbovat nejefektivnější světlo pro provádění procesu fotosyntézy.

Rychlost, s jakou toto vytěsnění nastane, je ovlivněna pH a teplotou.

Podle výzkumu prováděného na toto téma je neutrální pH optimální pro zajištění rychlého cytoplazmatického pohybu. Tato účinnost výrazně klesá při kyselém nebo zásaditém pH.

Příklady cyklosy

Paramecium

Některé druhy paramecium vykazují rotační mobilizaci cytoplazmy. Přitom většina cytoplazmatických částic a organel protéká stálou cestou a konstantním směrem.

Některé výzkumné práce, kde byly použity nové metody pozorování, imobilizace a záznamu, popsaly různé vlastnosti pohybu cytoplazmy.

V tomto smyslu je zdůrazněno, že profil rychlosti v plazmatických koaxiálních vrstvách má tvar paraboly. Kromě toho je tok v mezibuněčném prostoru konstantní.

V důsledku toho mají částice použité jako markery tohoto posunu pohyby skákající povahy. Tyto vlastnosti Paramecium, typické pro rotační cyklosis, by mohly sloužit jako model pro studie týkající se funkce a dynamiky cytoplazmatické motility.

Chara corallina

Cytoplazmatické vytěsnění je v rostlinných buňkách velmi častým jevem, který často vykazuje různé vzorce.

V experimentální práci se ukázalo, že existují autonomní procesy samoorganizace mikrofilamentů. Tento přístup podporuje vytváření transmisních vzorců v morfogenezi. V nich dochází ke kombinaci mezi dynamikou motoru a hydrodynamikou, makroskopickou i mikroskopickou.

Na druhé straně stonky vnitřních stonků zelené řasy Chara corallina mají jednotlivé buňky s průměrem přibližně 1 milimetr a délkou několika centimetrů. V buňkách této velké velikosti není tepelná difúze schůdnou možností, jak účinně mobilizovat jejich vnitřní struktury.

Cytoplazmatický pohybový model

V tomto případě je cyklosa účinnou alternativou, protože mobilizuje veškerou intracelulární tekutinu.

Mechanismus tohoto posunu zahrnuje směrovaný tok myosinu v aktinových stopách, kde by mohlo dojít k přenosu cytoplazmatické tekutiny. Toto zase mobilizuje vakuolu, mimo jiné organely, protože přenáší impuls přes membránu, která jej odděluje od cytoplazmy.

Skutečnost, že vlákna, kterými se proteinové motory pohybují, jsou šroubovicová, představuje problém ve vztahu k dynamice tekutin. K vyřešení tohoto problému vědci zahrnuli existenci sekundárního toku.

Reference

1. Encyklopedie Britannica. (2019). Cytoplazmatický proud. Obnoveno z britannica.com.
2. Liu, H.Liu, M.Lin, F.Xu, TJLu. (2017). Intracelulární transport mikrofluidů v rychle rostoucích pylových zkumavkách. Věda přímá. Obnoveno z sciposedirect.com.
3. Sikora (1981). Cytoplazmatické proudění v paramecium. Obnoveno z odkazu.springer.com.
4. Francis G. Woodhouse a Raymond E. Goldstein (2013). Cytoplazmatické proudění v rostlinných buňkách se přirozeně vynoří samoorganizací mikrofilamentu. Obnoveno z pnas.org.
5. Wolff, D. Marenduzzo, ME Cates (2012). Cytoplazmatické proudění v rostlinných buňkách: úloha skluzu na stěně. Obnoveno z royalsocietypublishing.org.
6. Blake Flournoy (2018). Příčiny cytoplazmatického proudění. Obnoveno z webu sciencing.com.
7. F. Pickard (2003). Role cytoplazmatického proudění v symplastickém transportu. Obnoveno z webu onlinelibrary.wiley.com.