高等植物、細菌、動物などの一部の生物の細胞内で細胞質を形成する可能性のあるサイクロシスまたは運動シトプラズマ。これにより、栄養素、オルガネラ、タンパク質などを輸送することができます。
サイクロシスは、根毛の末端で発生する急速な成長や花粉管の発達など、いくつかの生物学的プロセスで非常に重要な役割を果たします。同様に、この動きのおかげで、葉緑体は植物細胞内を移動できます。
動物の真核細胞。ソース：Nikol valentina romero ruiz
細胞質置換がどのように起こるかについて様々な調査が行われてきました。「モーター」タンパク質がこのプロセスの原動力であるという見方を目指している人もいます。これらには、ATPのおかげで動員される2つのタンパク質が含まれています。
この意味で、ミオシンはオルガネラに付着し、モータータンパク質で構成されたアクチン繊維を介して移動します。これにより、細胞小器官および細胞質の他の内容物も洗い流される可能性があります。
しかしながら、サイクロシスに関与する要素として、細胞質の粘性および細胞質膜の特性を含む理論が現在提案されている。
特徴
細胞構造の動きを担当
動物、植物、真菌のいずれであっても、細胞にはオルガネラがあります。これらのコンポーネントは、栄養素の処理、細胞分裂のプロセスへの参加、細胞のさまざまな動作の指示など、さまざまな重要な機能を果たします。
さらに、各生物の特性の伝達を保証する遺伝物質が含まれています。
動物や植物の器官とは異なり、これらの構造は固定されていません。それらは、サイクロシスを通じて「浮遊」し、細胞質内を移動していることがわかります。
電動変位
細胞質の動きを説明しようとする理論があります。このアプローチは、これが運動タンパク質の作用の結果であることを示唆しています。これらは、細胞膜に見られるアクチンとミオシンで構成される繊維です。
その作用は、セル内で生成されるエネルギー燃料であるATPの使用によるものです。アデノシン三リン酸のこの分子と自己組織化のおかげで、他の内部プロセスの中でも、オルガネラとタンパク質は細胞質内を移動できます。
これの明確な例は、細胞質における葉緑体の置換です。これは、流体がモーター分子の効果によって運び去られるために発生します。
ミオシンのタンパク質分子がアクチン繊維を通って移動する間、それらはアクチン繊維に付着している葉緑体を引きずります。
植物細胞では、この変位のさまざまなパターンがあります。それらの1つはフローのソースです。これは、セルの中心に周辺とは反対の方向の流れがあることを特徴としています。このような移動パターンの例は、ユリの花粉管で発生します。
また、渦巻状の回転伝達があり、シャチ科に属する緑藻の属であるキャラに存在します。
最近の研究
最近の研究の結果、新しいモデルが登場しました。これは、ミオシンタンパク質エンジンがいくつかの弾性ネットワークと直接関連付ける必要がないことを示唆しています。
置換は、薄い滑動層に加えて、細胞質が持つ高い粘度のために実行できます。
これはおそらく、細胞質が平坦な速度勾配で移動するのに十分である可能性があります。これは、アクティブな粒子とほぼ同じ速度で行われます。
それが発生する細胞
細胞質の動きは、一般的に0.1ミリメートルを超える細胞で発生します。小さな細胞では、分子拡散は急速ですが、大きな細胞では遅くなります。このため、おそらく大きな細胞では、効率的な臓器機能を発揮するためにサイクロシスが必要です。
影響力のある要因
細胞質シフトは細胞内の温度とpHに依存します。研究によると、サイクロシスの温度は、高い熱値と正比例関係にあります。
植物型細胞では葉緑体が移動します。これはおそらく、より適切な位置の検索に関連しているため、光合成プロセスを実行するために最も効果的な光を吸収することができます。
この変位が発生する速度は、pHと温度の影響を受けます。
このテーマで実施された研究によると、中性pHは迅速な細胞質運動を保証するための最適なpHです。この効率は、酸性または塩基性のpHで著しく低下します。
サイクロシスの例
ゾウリムシ
一部のゾウリムシ種は、細胞質の回転運動を示します。これでは、ほとんどの細胞質粒子と細胞小器官が恒久的な経路に沿って一定の方向に流れます。
新しい観察、固定化および記録方法が使用されたいくつかの研究では、細胞質の動きのさまざまな特性が説明されています。
この意味で、プラズマ同軸層の速度プロファイルは放物線形状をしていることが強調されています。さらに、細胞間空間の流れは一定です。
結果として、この変位のマーカーとして使用されるパーティクルは、跳躍する性質の動きをします。回転サイクロシスに典型的なゾウリムシのこれらの特性は、細胞質運動の機能とダイナミクスに関連する研究のモデルとして役立ちます。
キャラコラリーナ
細胞質変位は、植物細胞において非常に頻繁な現象であり、しばしば多様なパターンを示します。
実験研究では、マイクロフィラメントの自己組織化の自律プロセスが存在することが示されています。このアプローチは、形態形成における伝達パターンの作成を促進します。これらでは、巨視的および微視的の両方で、モーターダイナミクスと流体力学の組み合わせが発生します。
一方、緑藻Cara corallinaの節間の茎には、直径が約1ミリメートル、長さが数センチの個々の細胞があります。この大きなサイズの細胞では、熱拡散はそれらの内部構造を効率的に動員するための実行可能なオプションではありません。
細胞質運動モデル
この場合、サイクロシスはすべての細胞内液を動員するため、効果的な代替手段です。
この変位のメカニズムには、細胞質液のキャリーオーバーが発生する可能性のあるアクチントラック内のミオシンの方向付けられた流れが含まれます。これは次に、細胞質からそれを分離する膜を通してインパルスを伝達するので、他のオルガネラの中で液胞を動員します。
タンパク質エンジンが移動する繊維がらせん状であるという事実は、流体力学に関して問題を引き起こします。これを解決するために、研究者たちは二次流れの存在を含めました。
参考文献
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