Органоиды движения — строение, характеристики и функции

Пиноцитоз

Еще в тридцатых годах прошлого века было описано, а с появлением электронного микроскопа подробно изучено явление пиноцитоза. Пиноцитоз — способ поглощения веществ клеткой путем заглатывания мельчайших капелек жидкой среды. Заглатывание совершается с помощью активного поверхностного слоя клетки. Обычно при пиноцитозе оболочка клетки вгибается внутрь протоплазмы в виде бухточки. Затем эта часть отшнуровывается, и образовавшийся пузырек путешествует в глубь протоплазмы, где его содержимое переваривается. Многие клетки способны заглатывать частички питательной среды в любом месте своей поверхности (например, амебы, соединительные тканевые клетки).

В теле инфузории туфельки есть специальное ротовое отверстие. Находящиеся рядом реснички создают своими колебаниями ток жидкости, направляющий плавающие частички (различные микроорганизмы, крупинки детрита и т. д.) ко рту инфузории. Пригнанные сюда пищевые частички поступают в «глотку» — связанное со ртом слепое углубление. Затем комочек пищи в виде пищеварительной вакуоли поступает в протоплазму. Далее вакуоль, уносимая током протоплазмы, проделывает путешествие по определенному маршруту. Сначала она направляется к заднему концу инфузории, затем поворачивает и, делая петлю, движется в противоположную сторону. Не доходя до переднего конца, пищеварительная вакуоль останавливается у места, где находится заднепроходное отверстие. Путешествие длится несколько часов. За это время благодаря работе пищеварительных ферментов, поступающих в вакуоль, в ней переваривается и переходит в протоплазму все, что может быть усвоено и использовано клеткой.

И здесь мы можем сказать, что доскональное знание всех химических реакций, участвующих в переваривании заглоченных клеткой частиц, не решит проблему внутриклеточного пищеварения. Кроме химического превращения веществ, в клетке происходит сложное передвижение пищи по конвейеру, принцип работы которого все еще остается для цитологов тайной.

Приведенные выше примеры составляют ничтожную долю целенаправленных передвижений, которые совершаются в повседневной жизни клеток. Большинство внутриклеточных движений почти не поддается наблюдению, а изучение многих связано с большими трудностями. И ни в одном из известных случаев передвижения внутриклеточных структур способ регуляции движения еще не выяснен. Вместе с тем в настоящее время становится все более и более очевидным, что знание химических превращений веществ в клетке без понимания целенаправленных движений внутриклеточных структур не может раскрыть технологию «клеточного завода».

Продолжение следует.

Схожі записи:

Долголетие в природе

Загадка ферментной индукции. Продолжение.

Физиология клетки. Продолжение.

Логика двойной спирали ДНК

Хромосомный портрет

Строение и функции органоидов движения

Органоиды движения – это выросты мембраны, которые в диаметре достигают 0,25 мкм. По своему строению жгутики намного длиннее ресничек.

Длина жгутика сперматозоида у некоторых млекопитающих может достигать 100 мкм, в то время как размер ресничек составляет до 15 мкм.

Несмотря на такие различия, внутреннее строение данных органоидов абсолютно одинаковое. Образуются они из микротрубочек, которые по своему строению схожи с центриолями клеточного центра.

Двигательные движения образуются за счёт скольжения микротрубочек между собой, в результате чего они изгибаются. У основания данных органоидов находится базальное тельце, которое крепит их к клеточной цитоплазме. Чтобы обеспечить работу органоидов движения, клетка расходует энергию АТФ.

Рис. 2. Строение жгутика.

Некоторые клетки (амёбы, лейкоциты) передвигаются за счёт псевдоподий, другими словами – ложноножек. Однако, в отличие от жгутиков и ресничек, псевдоподии – это временные образования. Они могут исчезать и появляться в разных местах цитоплазмы. К их функциям относится передвижение, а также захват пищи и других частиц.

Жгутики состоят из нити, крюка и базального тельца. По числу и расположению этих органоидов на поверхности бактерий они распределяются на:

• Монотрихи (один жгутик);
• Амфитрихи (по одному жгутику на разных полюсах);
• Лофотрихи (пучок образований на одном или обоих полюсах);
• Перитрихи (множество жгутиков, расположенных по всей поверхности клетки).

Рис. 3. Разновидности жгутиконосцев.

Среди выполняемых функций органоидов движения можно выделить:

• обеспечение движением одноклеточного организма;
• возможность мышц сокращаться;
• защитная реакция дыхательных путей от инородных частиц;
• продвижение жидкости.

Жгутиконосцы играют большую роль в круговороте веществ в окружающей среде, многие из них являются хорошими индикаторами загрязнённости водоёмов.

Что мы узнали?

Одними из составляющих элементов клетки являются органоиды движения. К ним относятся жгутики и реснички, которые образованы с помощью микротрубочек. В их функции входит обеспечить движение одноклеточному организму, продвижение жидкостей внутри многоклеточного организма.

1. /10

   Вопрос 1 из 10

Реснички и жгутики

Цветная сканирующая электронная микрофотография (СЭМ) ресничек на эпителии, выстилающем трахею (дыхательное горло).
DR G. MOSCOSO/Science Photo Library/Getty Image

Некоторые клетки имеют выступы, похожие на клеточные придатки, называемые ресничками и жгутиками . Эти клеточные структуры формируются из специализированных групп микротрубочек, которые скользят друг относительно друга, позволяя им двигаться и изгибаться. По сравнению со жгутиками реснички значительно короче и многочисленнее. Реснички двигаются волнообразно. Жгутики длиннее и имеют больше хлыстообразных движений. Реснички и жгутики встречаются как в клетках растений, так и в клетках животных .

Сперматозоиды являются примерами клеток тела с одним жгутиком. Жгутик продвигает сперматозоид к женскому ооциту для оплодотворения . Реснички находятся в таких областях тела, как легкие и дыхательная система , части пищеварительного тракта , а также в женских половых путях . Реснички отходят от эпителия, выстилающего просвет этих трактов систем организма. Эти похожие на волосы нити движутся стремительным движением, направляя поток клеток или мусора. Например, реснички в дыхательных путях помогают выводить слизь, пыльцу , пыль и другие вещества из легких.

• _{Лодиш Х., Берк А., Зипурский С.Л. и соавт. Молекулярно-клеточная биология. 4-е издание. Нью-Йорк: WH Freeman; 2000. Глава 18, Подвижность клеток и форма I: микрофиламенты. Доступно по адресу: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21530/}
• _{Анантакришнан Р., Эрлихер А. Силы, стоящие за движением клеток. Международная биологическая наука, 2007 г.; 3(5):303-317. дои: 10.7150/ijbs.3.303. Доступно на http://www.ijbs.com/v03p0303.htm}

Чем руководствуется клеточная локомоция?

Итак, теперь вы знаете, как двигаются клетки, но как они узнают, куда идти? Одним из ответов является хемотаксис или движение в ответ на химический стимул.

Клетки, естественно, содержат специальные белки, называемые рецепторами, которые расположены на поверхности клеток. Эти рецепторы могут ощущать условия в клеточной среде и передавать сигналы остальным клеткам, чтобы двигаться тем или иным образом.

Положительный хемотаксис способствует движению в сторону стимула. Это то, что заставляет сперматозоид плавать к яйцеклетке в надежде на оплодотворение. Ваше тело также использует положительный хемотаксис, чтобы установить «места назначения» для новых клеток, так что, когда новорожденная клетка попадет в определенное место в вашем теле, она перестанет двигаться и останется там.

Отрицательный хемотаксис означает отход от раздражителя. Например, бактерии могут попытаться отойти от вредных соединений и вместо этого уплыть к более дружественной среде, где они могут расти и делиться быстрее.

Клеточная подвижность также может быть встроена в ваши клетки, поэтому клетки знают, куда двигаться, основываясь на их генетике.

Органоиды движения и их роль в клеточной активности

Органоиды движения — это специализированные внутриклеточные структуры, которые обеспечивают клеткам способность к движению. Они играют важную роль в клеточной активности, позволяя клеткам перемещаться, обмениваться веществами и выполнять функции, необходимые для выживания и развития организма.

Одним из основных органоидов движения являются центриоли. Эти микротрубочки, состоящие из девяти триплетов микротрубочек, располагаются внутри центросомы и играют роль в организации митотического шпинделя и делении клетки. Кроме того, центриоли участвуют в формировании и функционировании ресниц и жгутиков, которые позволяют клеткам перемещаться и чувствовать окружающую среду.

Другим важным органоидом движения являются актиновые и миозиновые филаменты. Актиновые филаменты состоят из актина и играют роль в перемещении клетки, изменении ее формы и выполнении сократительных движений. Миозиновые филаменты состоят из миозина и участвуют в движении и сокращении мышц, а также в перемещении органоидов и внутриклеточных структур.

Центросома — это органоид, состоящий из двух центриолей, окруженных белковыми матрицами. Она играет важную роль в организации митотического шпинделя и делении клетки. Кроме того, центросома участвует в формировании и функционировании ресниц и жгутиков, которые позволяют клеткам перемещаться и чувствовать окружающую среду.

Микротрубочки — это трубчатые структуры, состоящие из полимеризованного тубулина. Они участвуют в организации внутриклеточного транспорта, перемещении органоидов и веществ внутри клетки, а также в формировании и поддержании формы клетки.

Органоиды движения играют важную роль в осуществлении клеток различных функций, таких как перемещение, передвижение внутри среды, обмен веществами и обнаружение окружающей среды. Без них клетки не смогли бы выполнять свои функции и организм не смог бы развиваться и функционировать.

Типы бактериальной подвижности

Внутри бактериальной клетки наблюдается пять типов движения, таких как;

1. Плавающее движение обеспечивается жгутиками
2. Роение, опосредованное жгутиками
3. Штопорообразные движения спирохет.
4. Подергивание подвижности, связанное с пилями IV типа.
5. Скользящая моторика.

Плавание

• В водной среде бактерии демонстрируют плавательное движение с помощью жгутиков.
• Плавание может быть обратимым или однонаправленным.
• Плавание является сложной задачей для бактерий из-за вязкости окружающей воды.
• Клетке необходимо проникать сквозь воду своими штопорообразными жгутиками, и если движение жгутиков прекращается, она почти сразу же замирает. 
• В среде такого типа бактерии могут двигаться со скоростью от 20 до примерно 90 мкм в секунду.
• Пример: плавательная моторика обнаруживается в Синегнойной палочки.

Роящиеся

• Было замечено, что растущее количество видов бактерий проявляет исключительный тип подвижности, известный как роение.
• Роячая подвижность встречается только на влажных поверхностях и представляет собой разновидность группового поведения, при котором клетки мигрируют сообществами по поверхности.
• Большинство бактерий, обладающих роевой подвижностью, содержат перитрихиальные жгутики. Многие из них также создают и выделяют молекулы, помогающие им перемещаться по субстрату.
• Пример: Эта подвижность изучалась в род Серратия, Сальмонелла, Aeromonas, Bacillus, Yersinia, Pseudomonas, Proteus, Vibrio и Escherichia.

Подвижность спирохет

• спирохета проявляет особый тип моторики. Они содержат множество жгутиков, отходящих от разных концов клетки. 
• Эти жгутики переплетаются и обвиваются вокруг клетки. 
• Эти жгутики не выходят за пределы клеточной стенки, а предпочтительно располагаются в периплазматическом пространстве и покрыты наружной мембраной.
• Они известны как периплазматические жгутики и, как полагают, вращаются так же, как внешние жгутики других бактерий, заставляя внешнюю мембрану в форме штопора вращаться и покидать клетку в окружающей жидкости, даже очень вязкой воде.
• Когда спирохеты соприкасаются с твердой поверхностью, жгутиковое вращение начинает сгибать или сгибать клетку, и в результате она демонстрирует ползучее или ползучее движение.

дергающийся

• Судорожная моторика определяется мелкими, нерегулярными, судорожными движениями длиной до нескольких микрометров и обычно наблюдается на очень влажных поверхностях.
• Бактерии показывают подергивание подвижности на твердой поверхности.
• В подергивающейся моторике участвуют пили типа IV, образование слизи или и то, и другое. Пили IV типа обнаруживаются на одном или обоих полюсах бактерий.
• По оценкам, пили попеременно растягиваются и отступают, чтобы покинуть бактерии за счет подергивающейся подвижности.
• Удлиненный ворсинок выходит на поверхность в точке на любом расстоянии от тела клетки. Когда пилус отступает, клетка тянется вперед.
• Этот процесс растяжения/втягивания приводится в действие гидролизом АТФ.
• Пример: Подергивание моторики встречается в  Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae и Myxococcus xanthus

Скользящая подвижность

• Скользящая моторика мягкая и сильно меняется по скорости (от 2 до более 600 фл/мин) и по характеру движения.
• Бактерии либо скользят в направлении, параллельном продольной оси их клеток, либо движутся винтообразным движением, либо даже мигрируют в направлении, перпендикулярном длинной оси клеток.
• Во время планирования другие вращаются вокруг своей продольной оси.
• Пример: идентификатор скользящей подвижности, найденный в Флавобактерии spp. и Микоплазма spp.

Жгутиковое движение

• Бактериальные клетки двигаются, когда нить бактериального жгутики вращается как пропеллер, который приводится в действие жгутиковым двигателем.
• In E.coli жгутиковый двигатель вращается со скоростью 270 об/с в то время как в Вибрион альгинолитический в среднем 1,100 р/с.
• В водной среде вращение жгутика показывает два типа движения, такие как бег и кувыркание. При беге бактериальная клетка демонстрирует плавное движение, а кувыркание помогает переориентировать клетку.
• Бактерии с монотрихными полярными жгутиками вращают свои нити против часовой стрелки, чтобы двигаться навстречу, когда нити вращаются в обратном направлении, клетка начинает кувыркаться.
• У бактерий с перитрихиально жгутиковыми жгутики наматываются на крючки, образуя вращающийся пучок, который толкает клетку вперед. Вращение жгутиков по часовой стрелке прерывает пучок, и клетка переворачивается.
• Вращением жгутиков управляет двигатель, расположенный у основания жгутика. Он создает крутящий момент и передает его на крючок и нить.

Жгутиковое движение

• Есть два основных компонента двигателя, такие как ротор и статор. Считается, что он работает как электрический двигатель, где ротор вращается в сердечнике кольца электромагнитов, статор.
• Ротор грамотрицательных бактерий состоит из кольца MS и кольца С. Белок С-кольца, FliG, имеет особое значение, поскольку считается, что он соединяется со статором.
• Статоры состоят из двух белков, таких как MotA и MotB. Он помогает в формировании каналов через плазматическую мембрану. MotB также связывает MotA с пептидогликаном клеточной стенки.
• Двигатель использует протонную движущую силу (PMF) для создания крутящего момента и вызывает вращение жгутика. Этот источник энергии имеет разность заряда и pH на плазматической мембране.
• Протонная движущая сила в основном создается метаболической активностью организмов, такой как перенос электронов от донора к реципиенту через цепь переноса электронов (ЭТЦ).
• В ЭТЦ протоны транспортируются наружу клетки из цитоплазмы в результате того, что снаружи больше положительно заряженных ионов (протонов) и ниже рН.
• PMF — это тип возможной энергии, которую можно использовать для выполнения работы, такой как механическая работа, как в случае вращения жгутика; транспортная работа, перемещение веществ внутри или вне клетки; или химическая работа, такая как синтез АТФ, энергетической валюты клетки.

Амебоидное движение

Основным механизмом амебоидного движения является использование актиновых и миозиновых белковых структур, которые образуют цитоскелет клетки. Под воздействием внешних сил и внутренних механизмов регуляции, актин и миозин преобразуют энергию в движение, позволяя клетке изменять форму и передвигаться.

В начальной стадии амебоидного движения происходит укорачивание миозиновых филаментов и их смещение к центру клетки. Затем актиновые филаменты располагаются под мембраной клетки и создают протоплазменное вырост, называемое псевдоподием. Псевдоподий активно передвигается, захватывая субстрат и передвигая клетку в нужном направлении.

Амебоидное движение может быть ускоренным, когда клетка использует амебоидные пузырьки или гликолипиды на поверхности мембраны для сокращения протоплазмы, увеличения внутриклеточного давления и ускорения передвижения.

Преимущества амебоидного движения в клеточной биологии

Амебоидное движение играет важную роль во многих процессах клеточной биологии. Оно позволяет клеткам передвигаться в пространстве, утилизировать пищу, искать партнеров для слияния, защищать организм от патогенов и выполнять множество других функций.

Этот способ движения клеток является ключевым в процессе эмбриогенеза, когда клетки мигрируют и образуют различные органы и ткани в развивающемся организме. Он также важен для лейкоцитов, которые нужны для иммунной системы, чтобы перебираться через капилляры и проникать в очаг воспаления.

В итоге, амебоидное движение является фундаментальным процессом в клеточной биологии, обеспечивающим активное передвижение и функционирование клеток в различных контекстах.

хемотаксис

Хемотаксис | Автор изображения: Microbiologynote.com

• В хемотаксисе питательные вещества действуют как аттрактант рядом с бактериальной популяцией, бактерии будут двигаться к ней, а с другой стороны, когда есть какое-либо токсичное вещество, они действуют как репеллент. В его окрестностях бактериальная популяция уйдет от него, так работает хемотаксис у бактерий.
• Но как этот аттрактант и репеллент подвергается цензуре внутри бактерий? будет показан в следующем сигнальном пути. 
• Путь хемотаксиса осуществляется через трансмембранный белок, называемый MCP-метил-акцепторным белком хемотаксиса. Это рецептор белок, который способен обнаруживать репелленты и аттрактанты в окружающей среде до связывания лиганда. 
• Рецептор находится в форме мономеров, и когда рядом с бактериями находится какое-либо репеллентное вещество, репеллент действует как лиганд для рецептора MCP. Репеллент действует как лиганд для рецептора МСР и проявляет лигандсвязывающую активность по отношению к этому рецептору.
• За связыванием лиганда с рецептором следует димеризация МСР. Итак, теперь mCP имеет конформационные изменения в своей структуре, что означает, что он был активирован лигандом. Таким образом, после димеризации MCP MCP рекрутирует еще два белка, один из которых называется CHE W или белок CW, а другой — белок CHE A или, можно сказать, белок CA.
• Белок CW действует только тогда, когда он превращается в белок sir для передачи сигнала белку CA, и именно этот белок CA действует как сенсорная киназа. СА проявляет киназную активность и автофосфорилирует свои остатки гистерии.
• После аутофосфорилирования белка CA белок CA активирует белок CHE Y путем переноса фосфата на остаток аспартата от CHE Y. Наконец, белок CHE Y постулирует белковый комплекс, состоящий из трех белков FLIM, FLIG и FLIN.
• Этот белковый комплекс действует как обещание научиться переключаться, и когда этот белок CHE Y активирует этот переключатель, он дает сигнал базальному телу жгутиков переключить вращение для изменения направления.
• В данном случае лиганд был репеллентным, поэтому вращение жгутиков будет переключаться с вращения против часовой стрелки на вращение по часовой стрелке, чтобы уйти от вещества, токсичного для бактерий. 
• Теперь давайте посмотрим на движения бактерий в зависимости от веществ, с которыми сталкиваются бактерии. Прежде всего, мы видим бактерии, демонстрирующие движение вперед в присутствии питательных веществ, и в это время вращение жгутика происходит против часовой стрелки, что означает, что бактерии движутся вперед. 
• Но когда в его окрестностях есть какие-либо токсичные химические вещества, движение против часовой стрелки переключит его на вращение жгутика по часовой стрелке, и бактерии уйдут от этого вещества. Это все о хемотаксисе у бактерий.

Активное перемещение клеток: список и механизмы движения

Активное перемещение клеток является важной составляющей исследований в области биологии, а также имеет важное значение для различных технологических применений, таких как создание биороботов или управляемых микроустройств. В данной статье рассмотрим несколько примеров клеток, которые активно перемещаются, а также механизмы их движения

1. Бактерии

   Бактерии являются одноклеточными организмами, способными самостоятельно перемещаться. Они обладают специальными структурами, называемыми флагеллами, которые помогают им передвигаться в жидкой среде. Флагеллы представляют собой тонкие волосковидные структуры, способные вращаться и создавать движущую силу.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

2. Амебы

   Амебы – это клетки, способные менять свою форму и передвигаться путем вытягивания псевдоподий – ложноножек. Они используют псевдоподии для захвата и перемещения пищи, а также для передвижения в окружающей среде.

3. Сперматозоиды

   Сперматозоиды – это мужские половые клетки, которые способны активно перемещаться в поисках яйцеклетки для оплодотворения. Они обладают длинным хвостом, который обеспечивает им способность к движению. Сперматозоиды используют свои хвосты для плавания и преодоления препятствий на пути к яйцеклетке.

Кроме перечисленных клеток, существуют и другие виды клеток, которые активно перемещаются, например, эукариотические клетки растений и животных. Их движение осуществляется с помощью специальных органелл – микротрубочек и микрофиламентов, которые контролируют актин и миозин.

В целом, механизмы активного перемещения клеток разнообразны и зависят от их типа и функций. Они могут использовать различные структуры и биохимические процессы для создания силы и передвижения внутри организма или в окружающей среде.

Псевдоподии и миофибриллы

Псевдоподии представляют собой цитоплазматические выросты без плотной клеточной оболочки. В школьных учебниках эти органеллы также могут называться ложноножками. Псевдоподии сдержат простейшие организмы:

• амебы;
• арцеллы;
• фораминиферы.

Ложноножки предназначены для всасывания питательных веществ. Также к их функциям относится перемещение клеточных организмов. Скорость движения клеток составляет не более 0,2 мм/мин. Во время перемещения псевдоподии закрепляются в субстрате и захватывают частицы пищи. В результате этого процесса формируется пищеварительная вакуоль.

Миофибриллы представляют собой органоиды, состоящие из тонких белковых филаментов. Они располагаются в мышечном волокне и не имеют клеточной оболочки. Миофибриллы окружены саркоплазматическим ретикулумом, состоящим из саркомеров. Связь этих органелл с мышцами обеспечивается при помощи белковых нитей.

Миофибриллы обеспечивают стабильное сокращение мышечных волокон. При воздействии нервных импульсов эти органоиды начинают уменьшаться. В результате сокращения числа органоидов образуется энергия, определяющая силу мышцы. Во время силовых тренировок количество миофибрилл увеличивается. Этот процесс называется гипертрофией. Большие органоиды начинают делиться на несколько маленьких, иначе мышцы не смогут получать достаточное количество энергии.

После травмирования мышечных волокон число миофибрилл уменьшается. Этот процесс ускоряется при наличии гипса, фиксирующего мышцы в определенном положении. Это обусловлено разрушением саркомеров. В результате сокращения количества миофибрилл мышцы получают меньше энергии.

Струйчатое движение цитоплазмы

Струйчатое движение (его также называют циркуляционным) куда более сложное. В некоторых клетках (к примеру, в клетках волосков крапивы или молодых волосков тыквы, а также в клетках ягод снежноягодника) цитоплазма перетекает во все стороны множеством тонких струек. Чаще всего такое движение цитоплазмы есть у молодых растительных клеток, в цитоплазме которых есть определенные протоплазматические тяжи, что проходят через полость клетки и соединяют участки цитоплазмы возле (или вокруг) ядра с участками у стенок. Сквозь такие тяжи цитоплазма и перетекает. При этом направление движения с течением времени может изменяться.

Шаги клеточного движения

Молекулы клеточной адгезии на клеточных поверхностях удерживают клетки на месте для предотвращения ненаправленной миграции. Молекулы адгезии удерживают клетки в других клетках, клетки в внеклеточный матрикс (ECM) и ECM к цитоскелету. Внеклеточный матрикс представляет собой сеть белков, углеводов и жидкостей, которые окружают клетки. ECM помогает позиционировать клетки в тканях, транспортировать сигналы связи между клетками и перемещать клетки во время миграции клеток. Движение клеток вызывается химическими или физическими сигналами, которые обнаруживаются белками, обнаруженными на клеточных мембранах. Как только эти сигналы обнаружены и получены, ячейка начинает двигаться. Есть три фазы движения клеток.

• На первом этапеклетка отделяется от внеклеточного матрикса в своем переднем положении и выступает вперед.
• На втором этапеотсоединенная часть ячейки перемещается вперед и повторно присоединяется в новой передней позиции. Задняя часть клетки также отделяется от внеклеточного матрикса.
• На третьем этапеклетка подтягивается к новому положению моторным белком миозином. Миозин использует энергию, получаемую от АТФ, для движения вдоль нитей актина, заставляя волокна цитоскелета скользить вдоль друг друга. Это действие заставляет всю клетку двигаться вперед.

Ячейка движется в направлении обнаруженного сигнала. Если клетка реагирует на химический сигнал, она будет двигаться в направлении самой высокой концентрации сигнальных молекул. Этот тип движения известен как хемотаксис.

Вязкое перемещение: механизм и особенности

Во время вязкого перемещения, клетка изменяет свою форму и проецирует псевдоподии, смещаясь в направлении движения. Эти псевдоподии затем «притягиваются» к окружающей среде, прилипая к вязким жидкостям или другим клеткам. Затем, клетка изменяет свою форму, чтобы передвинуться к своей новой псевдоподии, а старая псевдоподия исчезает.

Особенностью вязкого перемещения является его зависимость от физических свойств окружающих жидкостей. Вязкость жидкости определяет силу трения с которой клетка взаимодействует, влияя на скорость и эффективность движения. Клетки способны манипулировать окружающими жидкостями, изменяя их вязкость и создавая оптимальные условия для перемещения.

Как человечество борется с раком?

Когда ученые смогут создать технологию для остановки развития рака, неизвестно. На данный момент они занимаются наблюдением за филоподиями. Благодаря новым технологиям, им удалось узнать, что «щупальца» имеют ядро, которое состоит из белков актина и миозина. По словам авторов новой научной работы, по физическим свойствам филоподии клеток можно сравнить с резиновой лентой. Когда отростки скручиваются, они сокращаются в длине, но потом быстро возвращаются в исходное состояние. Скручивание возникает, когда белки миозина обвивают актиновые белки.

На фотографиях можно увидеть, как двигаются филоподии

Открытия подобного рода очень важны для человечества, потому что рак является одной из ведущих причин смерти в мире. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2020 году онкологические заболевания унесли жизни почти 10 миллионов людей. И это при том, что на сегодняшний день технологии достигли такого уровня развития, при котором многие виды рака, при своевременной диагностике, легко поддаются лечению. Исходя из этого можно предположить, что при быстром и точном обнаружении болезни, смертельного исхода можно избежать. Технологии для эффективной диагностики рака активно разрабатываются, и о самых интересных из них мы регулярно рассказываем. Так, пару лет назад стало известно о создании искусственного интеллекта для обнаружения рака груди.

Но о лекарствах против рака ученые тоже не забывают. Одной из главных проблем при лечении рака является то, что его клетки нередко выталкивают лекарства, снижая их эффективность. Но недавно было найдено растение, которое лишает их такой способности. Подробности читайте в этом материале.

Быть маленькими помощниками

Маленькие и сферические клетки помогают клеткам сохранять хорошее соотношение объема к площади поверхности. Другие виды адаптации включают «шаткие» мембраны и уплощение, все из которых увеличивают площадь поверхности и, следовательно, способность клетки поглощать вещества путем диффузии.

Рут Лоусон CC BY-SA 3.0 через Wikimedia Commons

Самым важным фактором для клетки является не только ее площадь поверхности, но и соотношение площади поверхности к объему. Скорость потребления веществ зависит от объема, но именно площадь поверхности клеточной мембраны определяет скорость поглощения нового материала.

Другими словами, чем больше площадь поверхности клетки по сравнению с ее объемом, тем эффективнее клетка будет выполнять свои функции.

Интересно отметить, что по мере увеличения размера клетки ее объем будет увеличиваться больше, чем площадь ее поверхности. Давайте посмотрим, что произойдет, если вы увеличите размер ячейки вдвое:

• удвоение размера клетки увеличивает ее объем в 8 раз.
• удвоение размера клетки увеличивает ее площадь всего в 4 раза.

Итак, вы можете видеть, что существует отрицательная связь между размером и эффективностью ячеек. Чем больше они становятся, тем труднее им быстро брать материалы.

Осмос

Осмос — это точно такой же механизм, что и диффузия, но это термин, используемый специально для описания движения молекул воды. Таким образом, когда молекулы воды (H ₂ O) переносятся через частично проницаемую мембрану из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией, это называется осмосом.

Давайте просто сделаем паузу, чтобы дать некоторые определения нескольких важных терминов, которые мы использовали:

• Частично проницаемая мембрана (также известная как полупроницаемая мембрана или селективно проницаемая мембрана). Это просто означает мембрану, которая пропускает через себя только одни вещества, но не другие. Клеточные мембраны все такие.
• Один из способов, которым мембрана может быть частично проницаемой, заключается в том, что она больше похожа на сетку из крошечных отверстий. Некоторые частицы достаточно малы, чтобы пройти через эти «поры», а другие нет.
• В биологической клетке молекулы воды могут проходить в обоих направлениях, и чистое движение всегда означает, что большее количество молекул воды перемещается от более высоких концентраций к более низким, чем наоборот. Помните, что диффузия молекул воды называется осмосом.