He 세포질 운동 , 원형질 흐름 또는 시클로 시스라고도하는 것은 식물 또는 동물 세포 내에서 유체 물질 (세포질)의 움직임이다. 운동은 영양소, 단백질 및 소기관을 세포로 옮깁니다.
1830 년대에 처음 발견 된 세포질 흐름의 존재는 생물 학자들에게 세포가 생명의 기본 단위임을 설득하는 데 도움이되었습니다.
세포질 전달의 메커니즘은 완전히 이해되지 않았지만, "모터"단백질, 아데노신 트리 포스페이트를 사용하여 하나의 단백질을 다른 단백질로 이동시키는 두 단백질로 구성된 분자에 의해 매개되는 것으로 생각됩니다.
단백질 중 하나가 미세 필라멘트 또는 미세 소관과 같은 기질에 고정되어 있으면 운동 단백질은 세포질을 통해 소기관 및 다른 분자를 이동할 수 있습니다.
운동 단백질은 종종 액틴 필라멘트로 구성되며, 긴 단백질 섬유는 세포막 내의 전류와 평행 한 행으로 정렬됩니다.
세포 소기관에 부착 된 미오신의 분자는 액틴 섬유를 따라 움직여서 소기관을 견인하고 다른 세포질 함량을 같은 방향으로 쓸어냅니다.
세포질 전염 또는 사이클로시스는 식물 세포에서 에너지를 소비하고 세포질에 영양분을 분배하는 데 사용되는 사건입니다. 확산이 물질 분포에 적합하지 않은 더 큰 세포에서 일반적입니다.
식물에서는 광합성에 대한 최대 광 흡수를 위해 엽록체를 분배하는 데 사용될 수도 있습니다. 과학자들은 여전히이 과정이 어떻게 발생하는지 이해하지 못하지만, 미세 소관과 마이크로 필라멘트가 소기관의 운동 단백질과 상호 작용하는 역할을한다는 가설이있다.
일부 식물 세포에는 엽록체와 과립을 운반하는 세포벽 옆의 세포의 말초 부분으로 제한되는 빠른 회전 세포질 운동이 있습니다.
이 움직임은 빛으로 증가 할 수 있으며 온도와 pH에 따라 다릅니다. 옥신 또는 식물 성장 호르몬도 운동 속도를 높일 수 있습니다. 섬모와 같은 일부 원생 동물에서는 느린 순환 운동은 세포체를 통해 소화 액 액적을 가지고 있습니다.
세포질 전달
식물 세포에서의 세포질 전달은 마이크로 필라멘트의 자체 조직을 통해 자연스럽게 발생합니다
많은 세포는 모든 유체 함량의 대규모 활성 순환, 세포질 흐름 또는 움직임이라고 불리는 과정을 나타냅니다. 이 현상은 특히 현저하게 조절 된 흐름 패턴을 갖는 식물 세포에서 특히 널리 퍼져 있습니다.
그러한 세포에서 활성화 메커니즘에서, 미오신 코팅 된 소기관은 주변에 고정 된 액틴 필라멘트의 빔을 따라 처리 될 때 세포질을 렌더링합니다. 이 프로세스는 세포 규모에서 일관된 흐름에 필요한 순서가있는 액틴 구성을 구축하는 개발 프로세스입니다.
중합체 필라멘트와 상호 작용하는 운동 단백질의 기본 패러다임은 이론적 환경과 실험 환경 모두에서 많은 패턴 형성 거동을 가지고 있음이 관찰되었습니다.
그러나 이러한 연구는 일반적으로 특정 생물학적 시스템의 맥락에서 나온 것이며, 특히 세포질 전달의 발달과 직접적인 연결이 이루어지지 않았습니다.
순서가있는 흐름의 형성을 유발하는 기본 역학을 이해하고 미세한 것을 거시적과 연결하기 위해 대안적인 "하향식"접근법이 정당화됩니다.
이를 위해 구체적인 프로토 타입 시스템을 통해 문제에 접근합니다. 우리는 아마도 가장 인상적인 예인 Aquatic Alga Chara Corallina를 채택합니다.
chara의 거대한 원통형 내부 세포는 지름 1 mm, 길이가 최대 10cm입니다. "사이클로 스 (cyclosis)"라는 회전 흐름은 반대로 연속적인 유사점과 액틴 필라멘트의 두 방향으로 지시 된 2 개의 세로 방향으로 향하는 미오신 운동 단백질로 코팅 된 소포 (소포체)에 의해 구동된다.
각 와이어는 많은 개별 액틴 필라멘트의 빔이며, 각 와이어는 동일한 고유 극성을 갖습니다. 미오신 모터는 더 작은 끝에서 더 큰 (철조) 끝까지 감독 된 방식으로 필라멘트를 움직입니다.
이 케이블은 셀의 주변에 피질로 고정 된 엽록체에 부착되어 50-100 μm / s의 유량을 생성합니다. 이 단순하지만 눈에 띄는 패턴이 어떻게 형태 형성 동안 어떻게 형성되는지는 확실하지 않지만, 복잡한 화학적 패턴의 결과라고 추론 할 수 있습니다.
characeae 조류의 세포에서 세포질 흐름의 메커니즘 :액틴 필라멘트를 따라 소포체의 활공
arm arcolate Algae의 직접 냉동 거대한 세포 전자 현미경은 사이토 플라스마의 흐름 영역을 관통하는 문합 튜브와 견고한 소포체 물통의 연속적인 3 차원 네트워크를 보여줍니다.
이 소포체의 일부는 고정 된 피질 세포질과의 계면에서 액틴 필라멘트의 평행 빔과 접촉합니다.
미토콘드리아, 글리코 좀 및 기타 작은 세포질 소기관은 소포체 네트워크에 얽힌 다른 작은 세포질 소기관이 흐르는 동안 브라운 운동을 보여줍니다.
이들 세포의 세포질이 ATP- 함유 완충제에 해리 된 후, 액틴 리드를 따른 소포체의 막의 결합 및 슬라이딩은 또한 직접 시각화 될 수있다.
해리 된 액틴 케이블과의 인터페이스에서 생성 된 전단력은 큰 소포체 응집체 및 기타 소기관을 움직입니다. 살아있는 세포 및 해리 세포질의 빠른 동결 전자 현미경 및 비디오 현미경의 조합은 세포질 전달이 고정 액틴 케이블을 따라 미끄러짐의 소포체의 막에 의존한다는 것을 입증한다.
따라서, 연속 소포체 네트워크는 피질 액틴 리드의 원위 세포 내에서 깊은 세포질에서 추진력을 발휘하는 수단을 제공합니다.
세포 내 수송에서 역할
많은 작품이 분자 기반과 세포질 운동의 유체 역학적으로 출판되었지만, 비교적 소수의 저자들은 그들의 기능에 대한 논의를 시작합니다.
이 흐름이 분자 수송을 돕는다는 것이 오랫동안 제안되어 왔습니다. 그러나, 전송 속도를 높이는 메커니즘에 관한 특정 가설은 신진 대사 속도가 거의 분석되지 않았다.
확산은 세포에서 많은 수송 현상을 설명 할 수 없으며 경로를 따라 항상성의 정도는 활성 수송 형태라고 가정함으로써 만 설명 할 수 있습니다.
char
우리가 Char 그것은 세포 사이의 수송을 돕기 때문에 발병의 끝에서 새로 형성된 세포로 세포 빌딩 블록의 일정한 흐름을 전달하는 데 필수적이다.
주변 물에서 무기 탄소의 흡수를 용이하게하는 알칼리성 밴드를 유지하는 것이 중요합니다. 그러나, 대답하지 않은 주요 질문은 다른 유기체에서 세포의 크기를 제한하는 것처럼 보이는 확산 병목 현상을 제거하는 데 세포질 운동의 역할이 무엇을 할 수 있는지 정확히 알 수 있습니다.
실제로, 흐름은 세포 부피의 빠른 확장 동안 항상 항상성 조절에 도움이 될 수 있지만, 그것이 개방 된 조사 영역으로 남아있는 정확한 메커니즘은 여전히 남아 있습니다.
세포 내 수송에 대한 세포질 흐름의 영향에 대한 정량화 된 논의 측면에서 가장 중요한 기여는 의심 할 여지없이 피파드입니다. 이 과학자는 세포 크기로 유속 및 확산 시간 척도의 에스컬레이션뿐만 아니라 엽록체의 행을 둘러싸고있는 정체 된 주변 층의 상호 작용에 대해 이야기했습니다.
그는 포인트 소스의 대류가 농도 필드의 변동을 부드럽게함으로써 항상성에 도움이 될 가능성을 지적했다. 그는 또한 세포질 흐름이 세포 골격을 따라 입자의 수송이라면 세포질 흐름이 반드시 세포에 이익을 부여 할 필요는 없다는 개념을 제기했다.
세포질 운동은 큰 식물 세포에서 분자와 소포의 분포를 허용합니다
최근 수생 및 지상 식물에 대한 연구는 유사한 현상이 소기관과 소포의 세포 내 수송을 결정 함을 보여줍니다. 이것은 외부 자극에 대한 발달 및 반응에 관여하는 세포 신호 전달의 측면이 종에 걸쳐 보존됨을 시사한다.
세포 골격 필라멘트를 따라 분자 모터의 움직임은 유체 시토 졸을 직접 또는 간접적으로 독립시켜 사이클로 스 (세포질 운동)를 초래하고 세포 내의 분자 종 그라디언트에 영향을 미치며, 세포 확장에 대한 힘 운동으로서 잠재적으로 중요한 대사 함의에 영향을 미칩니다.
연구에 따르면 미오신 XI는 수생 및 지상 식물에서 세포질 흐름을 촉진하는 소기관의 움직임에서 기능하는 것으로 나타났습니다. 수생 식물과 토양 사이의 소기관의 움직임을 추진하는 보존 된 세포 골격 기계에도 불구하고, 식물 세포의 사이클로시스 속도는 세포 유형, 세포 발달 단계 및 식물 종에 따라 다릅니다.
참조
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