Jak i dlaczego komórki się poruszają

Komórka ruch jest niezbędną funkcją w organizmach. Bez możliwości poruszania się komórki nie mogłyby rosnąć i dzielić się ani migrować do obszarów, w których są potrzebne. The cytoszkielet jest składnikiem komórki, który umożliwia ruch komórki. Ta sieć włókien jest rozprzestrzeniona w całej komórce cytoplazma i trzyma organelle we właściwym miejscu. Włókna cytoszkieletu również przenoszą komórki z jednego miejsca do drugiego w sposób przypominający pełzanie.

Dlaczego komórki się poruszają?

Ta komórka fibroblastów jest ważna dla gojenia się ran. Ta komórka tkanki łącznej migruje do miejsc urazu, aby pomóc w naprawie tkanki. Rolf Ritter/Cultura Science/Getty Images

Komórka ruch jest konieczny, aby w ciele zachodziło wiele czynności. białe krwinki , takich jak neutrofile i makrofagi muszą szybko migrować do miejsc infekcji lub urazów, aby zwalczać bakterie i inne zarazki. Ruchliwość komórek jest podstawowym aspektem tworzenia formy ( morfogeneza ) w budowie tkanek, organy oraz określenie kształtu komórki. W przypadkach związanych z uszkodzeniem i naprawą rany, tkanka łączna komórki muszą podróżować do miejsca urazu, aby naprawić uszkodzoną tkankę.Komórki nowotworowemają również zdolność do tworzenia przerzutów lub rozprzestrzeniania się z jednego miejsca do drugiego, przemieszczając się naczynia krwionośne oraz naczynia limfatyczne . w cykl komórkowy , ruch jest niezbędny, aby proces cytokinezy zachodził w procesie podziału komórek, tworząc dwójkę komórki potomne .

Kroki ruchu komórek

Komórki HeLa, mikrograf fluorescencyjny. Jądra komórkowe zawierają materiał genetyczny chromatynę (czerwony). Białka tworzące cytoszkielet komórek zostały zabarwione na różne kolory: aktyna jest niebieska, a mikrotubule są żółte. DR Torsten Wittmann/Science Photo Library/Getty Image

Ruchliwość komórek odbywa się poprzez działalność włókna cytoszkieletu . Włókna te obejmują mikrotubule , mikrofilamenty lub filamenty aktynowe i filamenty pośrednie. Mikrotubule to włókna w kształcie pustych prętów, które pomagają podtrzymywać i kształtować komórki. Włókna aktynowe to solidne pręciki, które są niezbędne do ruchu i skurczu mięśni. Włókna pośrednie pomagają ustabilizować mikrotubule i mikrofilamenty utrzymując je na miejscu. Podczas ruchu komórki cytoszkielet rozkłada się i ponownie składa włókna aktynowe i mikrotubule. Energia wymagana do wytworzenia ruchu pochodzi z trójfosforanu adenozyny (ATP). ATP to wysokoenergetyczna cząsteczka wytwarzana w oddychania komórkowego .

Kroki ruchu komórek

Cząsteczki adhezyjne komórek na powierzchni komórek utrzymują komórki na miejscu, aby zapobiec niekierowanej migracji. Cząsteczki adhezyjne utrzymują komórki do innych komórek, komórki do macierz zewnątrzkomórkowa (ECM) a ECM do cytoszkieletu. Macierz zewnątrzkomórkowa jest siecią białka , węglowodany i płyny otaczające komórki. ECM pomaga pozycjonować komórki w tkankach, transportować sygnały komunikacyjne między komórkami i przemieszczać komórki podczas migracji komórek. Ruch komórek jest wywoływany przez sygnały chemiczne lub fizyczne, które są wykrywane przez białka znajdujące się na błony komórkowe . Po wykryciu i odebraniu tych sygnałów komórka zaczyna się poruszać. Istnieją trzy fazy ruchu komórek.

W pierwszej fazie, komórka odłącza się od macierzy zewnątrzkomórkowej w swojej najbardziej wysuniętej pozycji i rozciąga się do przodu.W drugiej fazie, odłączona część komórki przesuwa się do przodu i ponownie przyłącza się w nowej pozycji do przodu. Tylna część komórki również odrywa się od macierzy zewnątrzkomórkowej.W trzeciej fazie, komórka jest ciągnięta do nowej pozycji przez białko motoryczne miozynę. Miozyna wykorzystuje energię pochodzącą z ATP do poruszania się wzdłuż włókien aktynowych, powodując ślizganie się włókien cytoszkieletu wzdłuż siebie. Ta akcja powoduje, że cała komórka porusza się do przodu.

Komórka porusza się w kierunku wykrytego sygnału. Jeśli komórka odpowiada na sygnał chemiczny, porusza się w kierunku największego stężenia cząsteczek sygnałowych. Ten rodzaj ruchu jest znany jako chemotaksja .

Ruch w komórkach

Ta kolorowa skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) pokazuje białe krwinki pochłaniające patogeny (czerwone) przez fagocytozę. JUERGEN BERGER/naukowa biblioteka zdjęć/Getty Image

Nie każdy ruch komórki wiąże się z przemieszczeniem komórki z jednego miejsca na drugie. Ruch zachodzi również w komórkach. Transport pęcherzyków, organelle migracja i chromosom ruch podczas mitoza są przykładami rodzajów wewnętrznego ruchu komórek.

Transport pęcherzyków obejmuje ruch cząsteczek i innych substancji do iz komórki. Substancje te są zamknięte w pęcherzykach do transportu. endocytoza, pinocytoza , oraz egzocytoza są przykładami procesów transportu pęcherzyków. W fagocytoza , rodzaj endocytozy, obce substancje i niepożądany materiał są pochłaniane i niszczone przez białe krwinki. Cel, taki jak bakteria , jest internalizowany, zamknięty w pęcherzyku i degradowany przez enzymy.

Migracja organelli i ruch chromosomów występują podczas podziału komórek. Ten ruch zapewnia, że ​​każda zreplikowana komórka otrzyma odpowiedni zestaw chromosomów i organelli. Ruch wewnątrzkomórkowy jest możliwy dzięki silnikowi białka , które przemieszczają się wzdłuż włókien cytoszkieletu. Gdy białka motoryczne poruszają się wzdłuż mikrotubul, niosą ze sobą organelle i pęcherzyki.

rzęski i wici

Kolorowa skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) rzęsek nabłonka wyściełającego tchawicę (tchawicę). DR G. MOSCOSO/naukowa biblioteka zdjęć/Getty Image

Niektóre komórki posiadają wypustki przypominające wyrostki komórkowe zwane rzęski i wici . Te struktury komórkowe są utworzone z wyspecjalizowanych grup mikrotubul, które przesuwają się po sobie, umożliwiając im poruszanie się i zginanie. W porównaniu do wici rzęski są znacznie krótsze i liczniejsze. Rzęsy poruszają się ruchem falistym. Wici są dłuższe i mają ruch przypominający bicz. W obu znajdują się rzęski i wici komórki roślinne oraz komórki zwierzęce .

Plemniki są przykładami komórek ciała z pojedynczą wicią. Wić napędza plemnik w kierunku żeńskiej komórki jajowej przez nawożenie . rzęski znajdują się w obszarach ciała, takich jak płuca oraz Układ oddechowy , części przewód pokarmowy , a także w żeński układ rozrodczy . Rzęsy rozciągają się od nabłonka wyścielającego światło tych przewodów ciała. Te podobne do włosów nici poruszają się ruchem zamiatającym, kierując przepływ komórek lub szczątków. Na przykład rzęski w drogach oddechowych pomagają napędzać śluz, pyłek kwiatowy , kurz i inne substancje z dala od płuc.

_Źródła:

• _{Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Molekularna biologia komórki. Wydanie IV. Nowy Jork: WH Freeman; 2000. Rozdział 18, Ruchliwość i kształt komórki I: Mikrofilamenty. Dostępne na: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21530/}
• _{Ananthakrishnan R, Ehrlicher A. Siły stojące za ruchem komórek. Int J Biol Sci 2007; 3(5):303-317. doi:10.7150/ijbs.3.303. Dostępne na http://www.ijbs.com/v03p0303.htm}