AXONEMA: MGA KATANGIAN AT KOMPOSISYON - BIOLOGY - 2025

Ang axoneme ay isang panloob na istruktura ng cytoskeletal ng cilia at flagella batay sa mga microtubule at nagbibigay ng paggalaw sa kanila. Ang istraktura nito ay binubuo ng isang lamad ng plasma na pumapalibot sa isang pares ng mga gitnang microtubule at siyam na pares ng peripheral microtubule.

Ang axoneme ay matatagpuan sa labas ng cell at naka-angkla sa loob ng cell sa pamamagitan ng basal body. Ito ay 0.2 µm ang lapad at ang haba nito ay maaaring mag-iba mula 5-10 µm sa cilia hanggang sa ilang mm sa flagellum ng ilang mga species, bagaman sa pangkalahatan ito ay sumusukat sa 50-150 µm.

Larawan ng electron mikroskopyo ng paghahatid. Seksyon sa pamamagitan ng nakahiwalay na axoneme ng Chlamydomonas sp. Kinuha at na-edit mula sa: Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College.

Ang istraktura ng axoneme ng cilia at flagella ay lubos na konserbatibo sa lahat ng mga eukaryotic organismo, mula sa Chlamydomonas microalgae hanggang sa flagella ng tamud ng tao.

katangian

Ang mga axonemes ng karamihan sa mga cilia at flagella ay may isang pagsasaayos na kilala bilang "9 + 2", iyon ay, siyam na pares ng peripheral microtubule na nakapalibot sa isang gitnang pares.

Ang mga microtubule ng bawat pares ay magkakaiba sa laki at komposisyon, maliban sa gitnang pares, na nagtatanghal ng parehong microtubule. Ang mga tubule na ito ay matatag na istruktura na may kakayahang pigilan ang mga ruptures.

Ang mga microtubule ay polarized at lahat ay may parehong pag-aayos, kasama ang kanilang "+" dulo na matatagpuan patungo sa tuktok at ang "-" na dulo na matatagpuan.

Istraktura at komposisyon

Tulad ng natukoy na natin, ang istraktura ng axoneme ay uri ng 9 + 2. Ang mga microtubule ay mahaba ang mga cylindrical na istruktura, na binubuo ng mga protofilament. Ang mga protofilaments, ay binubuo ng mga subunits ng protina na tinatawag na alpha tubulin at beta tubulin.

Ang bawat protofilament ay may isang unit ng alpha tubulin sa isang dulo, habang ang kabilang dulo ay may yunit ng tubulin ng beta. Ang pagtatapos gamit ang beta tubulin terminal ay tinatawag na "+" end, ang kabilang dulo ay ang "-" end. Ang lahat ng mga protofilament ng parehong microtubule ay naka-orient sa parehong polarity.

Naglalaman ang mga microtubule, bilang karagdagan sa mga tubulins, mga protina na tinatawag na mga protina na nauugnay sa microtubule (MAP). Sa bawat pares ng mga microtubule ng peripheral, ang pinakamaliit (microtubule A) ay binubuo ng 13 protofilament.

Ang Microtubule B ay may 10 protofilament lamang, ngunit ito ay mas malaki kaysa sa microtubule A. Ang gitnang pares ng microtubule ay may parehong sukat at ang bawat isa sa kanila ay binubuo ng 13 protofilament.

Ang gitnang pares ng microtubule ay nakapaloob sa gitnang kaluban, protina sa kalikasan, na kung saan ay kumonekta sa peripheral A microtubule sa pamamagitan ng radial rays. Sa kabilang banda, ang microtubules A at B ng bawat pares ay pinagsama sa isang protina na tinatawag na nexin.

Microtubules Ang isang bahagi din ng isang pares ng mga braso na nabuo ng isang protina na tinatawag na dynein. Ang protina na ito ay responsable para sa paggamit ng enerhiya na magagamit sa ATP upang makamit ang paggalaw ng cilia at flagella.

Panlabas, ang axoneme ay sakop ng isang ciliary o flagellar membrane na may parehong istraktura at komposisyon bilang lamad ng plasma ng cell.

Pinasimple na representasyon ng seksyon ng cross ng isang axoneme. Kinuha at na-edit mula sa: AaronM sa English Wikipedia.

Ang mga pagbubukod sa modelo ng "9 + 2" ng axoneme

Bagaman ang "9 + 2" na komposisyon ng axoneme ay lubos na natipid sa karamihan ng eukaryotic ciliated at / o mga flagellated cells, mayroong ilang mga pagbubukod sa pattern na ito.

Sa tamud ng ilang mga species, ang gitnang pares ng microtubule ay nawala, na nagreresulta sa isang "9 + 0" na pagsasaayos. Ang kilusan ng flagellar sa mga spermatozoa na ito ay hindi mukhang iba-iba mula sa na-obserbahan sa mga axonemes na may normal na pagsasaayos, kung kaya't pinaniniwalaan na ang mga microtubule na ito ay hindi gumaganap ng isang mahalagang papel sa paggalaw.

Ang modelong axoneme na ito ay na-obserbahan sa tamud ng mga species tulad ng isda ng Lycondontis at annelids ng genus Myzostomum.

Ang isa pang pagsasaayos na sinusunod sa mga axonemes ay ang pagsasaayos ng "9 + 1". Sa kasong ito, naroroon ang isang solong gitnang microtubule, sa halip na isang pares. Sa ganitong mga kaso, ang gitnang microtubule ay malawak na binago, na nagtatanghal ng ilang mga pader ng concentric.

Ang pattern ng axoneme na ito ay na-obserbahan sa male gametes ng ilang mga species ng flatworms. Sa mga species na ito, gayunpaman, ang pattern ng axoneme na ito ay hindi paulit-ulit sa iba pang mga flagellated o ciliated cells ng mga organismo.

Mekanismo ng paggalaw ng axoneme

Ang mga pag-aaral ng paggalaw ng flagella ay nagpakita na ang pagbaluktot ng flagella ay nangyayari nang walang pag-urong o pag-urong ng mga microtubule ng axoneme. Dahil dito, iminungkahi ng cytologist na si Peter Satir ang isang modelo ng kilusan ng flagellar batay sa paglilipat ng mga microtubule.

Ayon sa modelong ito, ang paggalaw ay nakamit salamat sa paglipat ng isang microtubule mula sa bawat pares sa kasosyo nito. Ang pattern na ito ay katulad ng slippage ng myosin chain sa actin sa panahon ng pag-urong ng kalamnan. Ang paggalaw ay nangyayari sa pagkakaroon ng ATP.

Ang mga braso ng dynein ay naka-angkla sa microtubule A ng bawat pares, na may mga dulo na nakadirekta patungo sa microtubule B. Sa simula ng kilusan, ang mga braso ng dynein ay sumunod sa lugar ng pag-attach sa microtubule B. Pagkatapos, nangyayari ang pagbabago sa ang pagsasaayos ng dynein na nagtutulak sa microtubule B pababa.

Ang Nexin ay nagpapanatili ng parehong microtubule na malapit sa bawat isa. Kasunod nito, ang mga braso ng dynein ay hiwalay sa microtubule B. Pagkatapos ay muling magsasama upang ulitin ang proseso. Ang sliding na ito ay nangyayari na halili sa pagitan ng isang panig ng axoneme at sa iba pa.

Ang kahaliling pag-aalis sa isang panig ng axoneme ay nagiging sanhi ng cilium, o flagellum, upang yumuko muna sa isang tabi at pagkatapos ay sa kabaligtaran. Ang bentahe ng modelo ng paggalaw ng flag ng Satir ay na ipapaliwanag nito ang paggalaw ng apendiks nang nakapag-iisa sa pagsasaayos ng axoneme ng axoneme microtubules.

Ang mga sakit na nauugnay sa axoneme

Mayroong maraming mga genetic mutations na maaaring maging sanhi ng abnormal na pag-unlad ng axoneme. Ang mga abnormalidad na ito ay maaaring, bukod sa iba pa, ang kakulangan ng isa sa mga braso ng dynein, panloob man o panlabas, ng gitnang microtubule o ng mga radial ray.

Sa mga kasong ito, isang sindrom na tinatawag na Kartagener syndrome ay bubuo, kung saan ang mga taong nagdurusa dito ay walang pasubali dahil ang sperm ay hindi makagalaw.

Ang mga pasyente na ito ay nagkakaroon din ng viscera sa isang baligtad na posisyon na may kaugnayan sa normal na posisyon; halimbawa, ang puso na matatagpuan sa kanang bahagi ng katawan at atay sa kaliwa. Ang kondisyong ito ay kilala bilang site inversus.

Ang mga may Kartagener syndrome ay madaling kapitan ng mga impeksyon sa paghinga at sinus.

Ang isa pang sakit na may kaugnayan sa abnormal na pag-unlad ng axoneme ay ang sakit na polycystic na bato. Sa ito, maraming mga cyst ang bubuo sa mga bato na nagtatapos sa pagsira sa bato. Ang sakit na ito ay dahil sa isang mutation sa mga gene na nag-encode ng mga protina na tinatawag na polycystins.

Mga Sanggunian

1. M. Porter & W. Pagbebenta (2000). Ang 9 + 2 axoneme anchor ng maraming panloob na mga dyneins ng braso at isang network ng mga kinases at phosphatases na kumokontrol sa liksi. Ang Journal of Cell Biology.
2. Axoneme. Sa Wikipedia. Nabawi mula sa en.wikipedia.org.
3. G. Karp (2008). Biology at molekular na biyolohiya. Mga konsepto at eksperimento. ^Ika- 5 Edition. John Wiley & Sons, Inc.
4. SL Wolfe (1977). Biology ng cell. Ediciones Omega, SA
5. T. Ishikawa (2017). Isang istruktura ng Axoneme mula sa Motile Cilia. Mga Cold Spring Harbour Perspectives sa Biology.
6. RW Linck, H. Chemes & DF Albertini (2016). Ang axoneme: ang propulsive engine ng spermatozoa at cilia at mga nauugnay na ciliopathies na humahantong sa kawalan ng katabaan. Journal ng assisted Reproduction and Genetics.
7. S. Resino (2013). Ang cytoskeleton: microtubule, cilia at flagella. Nabawi mula sa epidemiologiamolecular.com