CHEMOTAKTICISMUS: CO TO JE, PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Chemotaxe je biologický proces, ve kterém je pohyb nebo přemístění některých buněk, které mají být přitahovány k chemotaktické činidla (chemikálie) nastane. Buňky mohou být prokaryotické nebo eukaryotické; například bakterie a leukocyty.

Tento jev se vyskytuje v jednobuněčných a mnohobuněčných organismech, které mají lokomoční orgány, které jim umožňují pohyb. Je to nesmírně důležité pro všechny živé věci. Je vyžadováno od okamžiku, kdy je vyvolána nová bytost, a je důležité, aby byla prováděna během různých fází embryonálního a fetálního vývoje.

Zdroj: Gabriel Bolívar

Chemotakticismus je životně důležitý pro provádění normálních funkcí mnohobuněčných organismů; například výživa a obrana těla.

Bakteriální chemotaxi objevili Engelmann a Pfeffer před více než stoletím. Bylo stanoveno, že tyto mikroorganismy mohou představovat různé typy chemotaxe, v závislosti na tom, zda je stimul přitažlivý nebo odpuzující vůči chemotaktickému činidlu.

Způsob, jakým se vyskytuje chemotaktická reakce nebo vlastnosti pohybu, se liší podle lokomočních orgánů, které mají organismy.

Co je chemotakticismus?

Chemotakticismus je odpověď, kterou představují prokaryotické nebo eukaryotické buňky, jednobuněčné nebo mnohobuněčné organismy, které jsou mobilní. Sklon nebo rozdíl v koncentraci chemické látky ovlivňuje směr jejího pohybu, protože reaguje na tento gradient přítomný v jejím prostředí.

Chemotaktické faktory jsou anorganické nebo organické látky. V buněčné membráně organismů jsou proteiny chemotaxe, které fungují jako receptory detekcí různých typů chemických gradientů těchto látek.

Pohyb bakterií

Bakterie plave v přímé linii otáčením bičíků proti směru hodinových ručiček. V určitých intervalech dochází ke změně směru bičíků; což se projevuje v pohybu bakterií, jako je skákání nebo skákání.

Chemotaktické signály média obecně ovlivňují pohyb bakterií. Když se bakterie přiblíží k atraktantovi, plave v přímé linii déle a občas ukazuje skoky; zatímco když se vzdálí od chemického faktoru, dělá tak s více skoky.

Chemotakticismus se liší od chemokineze nebo chemokineze v tom, že gradient mění pravděpodobnost pohybu pouze v jednom směru; to znamená, že při chemokineze chemická látka produkuje neorientovaný nebo náhodný pohyb organismu.

Typy

S ohledem na smysl nebo směr pohybu buněk ve vztahu k atraktantnímu faktoru je popsána existence dvou typů chemotakticismu: pozitivní a negativní.

Pozitivní chemotakticismus

Pohyb organismu nastává směrem k vyšší koncentraci chemické látky nalezené v jeho prostředí.

Například: když se bakterie pohybují nebo plavají přitahovány na místa, kde je vyšší koncentrace uhlíku ve formě glukózy.

Tento typ chemotakticismu je na obrázku znázorněn. Organismus se přesouvá do oblastí, kde je pro něj vyšší koncentrace prospěšné látky; zatímco v negativním chemotakticismu nastává opak: nic proti oblasti, kde je koncentrace škodlivé látky nižší.

Negativní chemotakticismus

Vyskytuje se, když se pohyb organismu vyskytuje v opačném směru než je místo, kde je vyšší koncentrace difuzní chemikálie.

Příkladem tohoto typu negativního chemotakticismu je situace, kdy se bakterie mohou vzdálit od určitých chemikálií, které jsou pro ně škodlivé. Stahují se, utíkají z místa, kde jsou látky, jako je fenol, což je pro ně jed.

Kromě popsané chemotaxe existuje další klasifikace pohybu, který je generován v reakci na typ modifikace, ke kterému dochází v prostředí:

-Aerotaxe, což je pohyb buněk směrem k místu, kde je optimální koncentrace kyslíku.

- fototaxe nebo pohyb bakterií na místa, kde je větší množství světla.

-Taxi. Ten spočívá v pohybu bakterií na místa, kde jsou přijímače elektronů; například dusičnanový ion (NO ₃ ^-).

Příklady

--Hemotakticismus v bakteriální výživě

Přítomnost chemotaktického faktoru nebo chemického atraktantu, jako je cukr nebo aminokyselina, je zachycena specifickými receptory pro tuto látku umístěnou na bakteriální membráně.

Methylace a demetylace specifických membránových proteinů zprostředkovaná cyklickým guanosin monofosfátem (cGMP) byla popsána jako jeden z mechanismů, které způsobují, že bakterie provádějí různé typy chemotakticismu.

Atraktivní chemotaktické faktory způsobují přechodnou inhibici demetylace, zatímco repelentní faktory stimulují demetylaci.

-V fertilizaci a embryonálním vývoji

Za oplodnění je zodpovědný chemotakticismus. V tomto případě je koncentrační gradient způsoben progesteronem uvolňovaným glomerulárními buňkami (které obklopují zona pellucida oocytu). To způsobí, že spermie cestují do vajíčka ve vejcovodu.

Během různých fází embryonálního vývoje a během organogeneze buňky migrují a organizují se v reakci na velké množství specifických chemotaktických faktorů; stejně jako růstové faktory.

--Hemotakticismus při zánětu

Faktory produkované mikroorganismy

V zánětlivých reakcích vyvolaných v reakci na infekci produkují stejné mikroorganismy, jako jsou bakterie, chemotaktické látky. Vyvolávají chemotakticismus, rychlou migraci nebo příchod polymorfních jaderných leukocytů na místo, kde dochází k infekci.

Bakteriální peptidy iniciují N-formyl-methioninem, což jsou chemo atraktivní látky pro řadu fagocytárních hostitelských buněk.

Chemotaktický faktor generovaný komplementem

Komplement je sada proteinů v séru, které mají v těle obrannou funkci a jsou aktivovány řadou proteolytických reakcí sekvenčním nebo kaskádovým způsobem.

Tento doplněk může být aktivován, když přichází do styku s infekčními mikroorganismy nebo komplexy antigen-protilátka; mezi generovanými aktivními fragmenty je C5a.

Hlavní funkcí komplementového fragmentu C5a je chemotaxe, kterou přitahuje neutrofilní leukocyty a monocyty. Tyto buňky diapédézou procházejí vaskulárním endotelem a dostávají se do infikované tkáně nebo sliznice, aby se dosáhlo fagocytózy nebo požití patogenů nebo cizích částic.

Chemotaktické faktory generované buňkami

Některé buňky, jako jsou monocyty a makrofágy, produkují chemotaktické látky, včetně leukotrienů a různých interleukinů. B a T lymfocyty také uvolňují chemotaktické cytokiny, jejichž účinky zvyšují imunitní reakce.

-Změna chemotakticismu u infekčních chorob

Obecně je chemotaxe modifikována u pacientů s infekčními chorobami, jako je AIDS a brucelóza.

Chemotakticismus se může snížit u několika syndromů, u nichž je inhibována fagocytóza. K tomu může dojít mimo jiné při zánětlivých onemocněních, jako je artritida, metastázy tumoru, otrava azbestem.

Reference

1. Roční hodnocení. (1975). Chemotaxe u bakterií. Obnoveno z: nemenmanlab.org
2. Brooks, G.; Butel, J. a Morse S. (2005). Lékařská mikrobiologie Jawetz, Melnick a Adelberg. (18. vydání) Mexico: The Modern Manual
3. Spermatozoa Chemotaxis. Sea Urchin Spermatozoa Chemotaxis. Obnoveno z: embryologie.med.unsw.edu.au
4. Wikipedia. (2018). Chemotaxe. Obnoveno z: en.wikipedia.org
5. Williams a Wilkins (1994). Mikrobiologie Mechanismy infekčních chorob. (2. ed.) Buenos Aires: Panamericana