CYCLOSE: KENMERKEN EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2024

De cyclose of beweging citoplasmáticoes verplaatsing die het cytoplasma in de cel van sommige levende wezens, zoals hogere planten, bacteriën en dieren, zou kunnen uitvoeren. Hierdoor kunnen onder meer voedingsstoffen, organellen en eiwitten worden getransporteerd.

Cyclose speelt een zeer belangrijke rol bij sommige biologische processen, zoals de snelle groei die optreedt aan de uiteinden van de wortelharen en de ontwikkeling van de pollenbuis. Evenzo kunnen dankzij deze beweging chloroplasten binnen plantencellen bewegen.

Dierlijke eukaryote cel. Bron: Nikol valentina romero ruiz

Er zijn verschillende onderzoeken gedaan naar het optreden van cytoplasmatische verplaatsing. Sommige zijn gericht op de opvatting dat "motorproteïnen" de motor zijn van dit proces. Deze bevatten twee eiwitten die dankzij ATP worden gemobiliseerd.

In die zin is myosine gehecht aan organellen en reist het door actinevezels, bestaande uit motoreiwitten. Hierdoor kunnen de organellen en andere inhoud van het cytoplasma ook worden weggespoeld.

Momenteel wordt echter een theorie voorgesteld waarin, als elementen die deelnemen aan cyclose, de viscositeit van het cytoplasma en de kenmerken van het cytoplasmatische membraan een rol spelen.

kenmerken

Verantwoordelijk voor de beweging van celstructuren

Cellen, of ze nu dieren, planten of schimmels zijn, hebben organellen. Deze componenten vervullen verschillende vitale functies, zoals de verwerking van voedingsstoffen, deelname aan het celdelingsproces en aansturing van de verschillende acties van de cel.

Bovendien bevatten ze het genetisch materiaal dat de overdracht van de kenmerken van elk organisme garandeert.

Deze structuren zijn, in tegenstelling tot de organen van dieren en planten, niet vast. Ze worden "zwevend" gevonden en bewegen zich in het cytoplasma, door cyclose.

Gemotoriseerde verplaatsing

Er is een theorie die de cytoplasmatische beweging probeert te verklaren. Deze benadering suggereert dat dit het resultaat is van de werking van motoreiwitten. Dit zijn vezels, bestaande uit actine en myosine, die in het celmembraan worden aangetroffen.

De werking is te danken aan het gebruik van ATP, een energetische brandstof die in de cel wordt geproduceerd. Dankzij dit molecuul adenosinetrifosfaat en zelforganisatie, naast andere interne processen, kunnen organellen en eiwitten zich binnen het cytoplasma verplaatsen.

Een duidelijk voorbeeld hiervan is de verplaatsing van chloroplasten in het cytoplasma. Dit komt doordat de vloeistof wordt afgevoerd door de effecten van motormoleculen.

Terwijl de eiwitmoleculen van myosine door de actinevezels bewegen, slepen ze de chloroplasten die eraan vastzitten.

In plantencellen zijn er verschillende patronen van deze verplaatsing. Een daarvan is de bron van stroming. Dit wordt gekenmerkt door een centrale stroming in de cel die tegengesteld is aan de omtrek. Een voorbeeld van zo'n bewegingspatroon doet zich voor in de stuifmeelbuis van lelies.

Ook is er de spiraalvormige rotatietransmissie, aanwezig in Chara, een geslacht van groene algen dat deel uitmaakt van de Characeae-familie.

Recent onderzoek

Als resultaat van recent onderzoek ontstaat een nieuw model. Dit suggereert dat mogelijk myosine-eiwitmotoren niet direct hoeven te associëren met een elastisch netwerk.

De verplaatsing zou kunnen worden uitgevoerd vanwege de hoge viscositeit die het cytoplasma heeft, naast een dunne laag glijden.

Dit zou waarschijnlijk voldoende kunnen zijn om het cytoplasma in een vlakke snelheidsgradiënt te laten bewegen, wat het doet met bijna dezelfde snelheid als actieve deeltjes.

Cellen waar het voorkomt

Cytoplasmatische bewegingen komen meestal voor in cellen groter dan 0,1 millimeter. In kleinere cellen is moleculaire diffusie snel, terwijl het in grotere cellen langzamer gaat. Hierdoor hebben mogelijk grote cellen cyclose nodig om een ​​efficiënte orgaanfunctie te hebben.

Invloedrijke factoren

Cytoplasmatische verschuiving hangt af van de intracellulaire temperatuur en pH. Studies tonen aan dat de temperatuur bij cyclose een direct proportioneel verband heeft met hoge thermische waarden.

In plantachtige cellen bewegen chloroplasten. Dit heeft waarschijnlijk te maken met het zoeken naar een betere positie, waardoor het het meest effectieve licht kan absorberen om het fotosyntheseproces uit te voeren.

De snelheid waarmee deze verplaatsing plaatsvindt, wordt beïnvloed door pH en temperatuur.

Volgens het onderzoek dat op dit onderwerp is uitgevoerd, is de neutrale pH de optimale om een ​​snelle cytoplasmatische beweging te garanderen. Deze efficiëntie neemt duidelijk af bij zure of basische pH.

Voorbeelden van cyclose

Paramecium

Sommige Paramecium-soorten vertonen een rotatiemobilisatie van het cytoplasma. Hierin stromen de meeste cytoplasmatische deeltjes en organellen langs een permanent pad en in een constante richting.

Sommige onderzoeken, waarbij nieuwe observatie-, immobilisatie- en registratiemethoden werden gebruikt, hebben verschillende eigenschappen van de beweging van het cytoplasma beschreven.

In deze zin wordt benadrukt dat het snelheidsprofiel in de coaxiale plasmalagen een paraboolvorm heeft. Bovendien is de stroming in de intercellulaire ruimte constant.

Als gevolg hiervan hebben de deeltjes die als markeringen van deze verplaatsing worden gebruikt, bewegingen van springende aard. Deze karakteristieken van Paramecium, typisch voor een rotatiecyclose, zouden als model kunnen dienen voor studies die verband houden met de functie en dynamiek van cytoplasmatische beweeglijkheid.

Chara Corallina

Cytoplasmatische verplaatsing is een zeer frequent verschijnsel in plantencellen en vertoont vaak verschillende patronen.

In experimenteel werk is aangetoond dat er autonome processen zijn van zelforganisatie van microfilamenten. Deze benadering stimuleert het creëren van transmissiepatronen in de morfogenese. Hierbij treedt een combinatie op tussen motorische dynamica en hydrodynamica, zowel macroscopisch als microscopisch.

Aan de andere kant hebben de stengels van de internodiën van de groene alg Chara corallina individuele cellen met een diameter van ongeveer 1 millimeter en enkele centimeters lang. In cellen van deze grote omvang is thermische diffusie geen haalbare optie om hun interne structuren efficiënt te mobiliseren.

Cytoplasmatisch bewegingsmodel

In dit geval is cyclose een effectief alternatief, omdat het alle intracellulaire vloeistof mobiliseert.

Het mechanisme van deze verplaatsing omvat de gerichte stroom van myosine in de actinesporen, waar er een overdracht van de cytoplasmatische vloeistof zou kunnen plaatsvinden. Dit mobiliseert op zijn beurt de vacuole, naast andere organellen, omdat het de impuls door het membraan brengt dat het scheidt van het cytoplasma.

Het feit dat de vezels waardoor de eiwitmotoren bewegen spiraalvormig zijn, vormt een probleem met betrekking tot de vloeistofdynamica. Om dit op te lossen, namen de onderzoekers het bestaan ​​van een secundaire stroom op.

Referenties

1. Encyclopedia Britannica. (2019). Cytoplasmatische stroming. Opgehaald van britannica.com.
2. Liu, H.Liu, M.Lin, F.Xu, TJLu. (2017). Intracellulair microfluïdtransport in snelgroeiende stuifmeelbuizen. Wetenschap direct. Opgehaald van sciencedirect.com.
3. Sikora (1981). Cytoplasmatische streaming in Paramecium. Opgehaald van link.springer.com.
4. Francis G. Woodhouse en Raymond E. Goldstein (2013). Cytoplasmatische stroming in plantencellen ontstaat op natuurlijke wijze door zelforganisatie van microfilamenten. Opgehaald van pnas.org.
5. Wolff, D.Marenduzzo, ME Cates (2012). Cytoplasmatische stroming in plantencellen: de rol van wall slip. Opgehaald van royalsocietypublishing.org.
6. Blake Flournoy (2018). Oorzaken van cytoplasmatische streaming. Opgehaald van sciencing.com.
7. F. Pickard (2003). De rol van cytoplasmatische streaming bij symplastisch transport. Hersteld van onlinelibrary.wiley.com.