Движение - клетка
Cтраница 3
 |
Схема проточного микро-флуориметра. [31] |
Капилляр должен быть достаточно узким, чтобы не было потерь счета из-за одновременного прохождения по нему нескольких клеток, которые в этом случае регистрируются как одна клетка. Однако в таких системах наблюдается движение клетки относительно центральной оси капилляра, и поэтому измерение концентрации клеток производится с ошибками. [32]
Используя джойстик, Каролин управляла движением клетки крови, а нажимая некоторые клавиши, открывала и закрывала клапаны, сжимала или расслабляла сердечную мышцу или заставляла клетки крови и органы тела обмениваться кислородом, углекислым газом, питательными веществами и продуктами жизнедеятельности. Программа попросила Каролин показать различные пути движения крови, например из левого легкого через сердце к желудку. Вначале Каролин сделала несколько ошибок, так как она забывала нажимать клавиши, которые управляли сокращением сердечной мышцы или насыщением крови кислородом в легких. При каждой ошибке программа останавливала мультипликацию, сообщала об ошибке и возвращала клетку крови обратно, давая возможность Каролин заставить функционировать кровеносную систему правильно. [33]
Необходимость для скольжения слизи пока не ясна. Скольжение может происходить в среде подходящей консистенции без какого-либо выделения слизи. Более того, выделение больших количеств слизи, как правило, затрудняет движение клетки и приводит к потере ею подвижности. Согласно гипотезе бегущей волны выделение слизи не является абсолютно необходимым для скольжения, но облегчает в определенных условиях отталкивание клетки от субстрата. [34]
Наиболее изученными с точки зрения использования в аналитических целях являются инфузории. В то же время эти организмы непригодны для обнаружения и определения анионов. Скорость движения инфузорий повышается при введении в среду их обитания микроколичеств этанола, сахарозы, уксусной кислоты, хлоридов кальция и аммония; добавление хлорида бария замедляет движение клеток. Элементооргани-ческие соединения при определенных концентрациях могут действовать как стимуляторы их размножения. Поведенческие реакции, скорость размножения инфузорий используют для определения вышеуказанных соединений. [35]
Пили грамотрицательных бактерий изучены достаточно подробно, известно также о существовании пилей у грамположительных организмов. Многочисленные типы пилей у бактерий отвечают за адаптацию организмов, их выживаемость и распространены не только у патогенных, но и у сапротрофных видов. Пили выступают как акцепторы бактериофагов, помогают клеткам принимать и передавать ДНК при конъюгации и, по крайней мере для пилей 4-го типа, принимать участие в движении клетки. Основное же предназначение пилей - поддерживать специфические прикрепительные структуры клетки. Прикрепительные субъединицы пилей ( адгезины) часто в качестве минорных компонентов присутствуют на концах пилей, однако основная структура пилей также может выступать в роли адгезина. Адгезины являются посредниками при бактериальных контактах, при контактах с неживыми объектами, тканями и клетками в восприимчивых организмах. Взаимоотношения, медиируемые адгезивными пилями, могут помогать формированию бактериальных сообществ, таких, как биопленки, и часто являются основным фактором успешной колонизации организма-хозяина патогенными и сапротрофными микроорганизмами. [36]
Проведенные исследования показывают, что частицы необработанного глинистого минерала и образцы, обожженные при температуре ниже 500 - 600, под воздействием электрического поля постоянного тока интенсивно накапливают на обращенной к катоду поверхности микробные клетки. Смена полярности на электродах приводит к резкому взаимному отталкиванию частиц глины и клеток микроорганизмов. В этот момент при значительном скоплении микробных клеток на поверхности минерала, что может быть достигнуто увеличением времени подачи напряжения или использованием более густой суспензии, наблюдается резкий сдвиг частицы глины в сторону, противоположную направлению движения клеток. По-видимому, такого же рода сила отталкивания действует и между отдельными клетками микроорганизмов во время смены полярности. Во всяком случае после выключения тока клетки со временем снова распределяются по всему объему камеры, не образуя конгломератов или скоплений. Такое поведение частиц глины и клеток микроорганизмов свидетельствует о существенной роли двойного электрического слоя ( ДЭС) в их поляризации. [37]
Однако с нарастанием концентрации Са в цитоплазме начинает активироваться другой белок - гельзолин. Он разрушает связанную актино-вую сеть, прикрепляясь к более короткому концу разрезанных актиновых нитей. Третий белок - акументан прикрепляется к противоположному концу. В результате гель превращается в золь, а соответствующий участок цитоплазмы разжижается. Такой механизм позволяет совершать повторяющиеся превращения геля в золь и наоборот и, таким образом, организовать движение клетки. Следует отметить, что после образования комплекса ли-ганд-реиептор и индукции соответствующих активационных сигналов рецепторы погружаются внутрь клетки, где расщепляются, подвергаются ре-циклингу и вновь появляются на мембране. [38]
Другой пример зависимости от времени обнаруживается в формировании живых существ, таких как млекопитающие и рептилии. При формировании зародыша первичная клетка неоднократно делится. В некоторый момент ( точно не известно, почему) некоторые клетки формируют сердце, некоторые - легкие, и так далее. Эти клетки мигрируют к своим надлежащим местоположениям; эту специализацию вызывает детерминистический процесс некоторого вида. В процессе движения клеток большинство достигает назначенного местоположения, но некоторые клетки погибают. [39]
Чем определяются пути миграции клеток нервного гребня. Маловероятно, чтобы клетки гребня направлялись к месту назначения просто под влиянием какого-то диффундирующего ат-трактанта, исходящего из этого места: слишком уж длинны и извилисты пути миграции. Например, передние участки гребня-источник клеток парасимпатических ганглиев-расположены дальше от этих ганглиев, чем грудные участки, ие имеющие отношения к их формированию. Пути миграции могли бы скорее определяться местными особенностями соединительной ткани, сквозь которую мигрируют клетка Широкое распространение получила гипотеза о том, что эти пути намечены распределением фибронектина и гликоза-миногликанов во внеклеточном матриксе. Однако действует ли такая система in vivo, остается неясным, хотя известно, что в культуре in vitro направление движения клеток может действительно определяться подобного рода особенностями субстрата ( см. разд. [40]
Нервная система ставит перед нами еще одну проблему: как образуются правильные соединения между нервными клетками. В большинстве других областей эмбриологии можно рассматривать клетки как точечные объекты, каждый из которых занимает определен, ное положение и обладает определенными внутренними свойствами. Функция нейронов состоит в регулировании и интеграции различных видов актнвностн организма, и эта функция определяется их соединением. Если соединения ошибочны, работа нервной системы будет нарушена. Мы уже можем объяснить, как образуются нейроны различных типов и как их тела укладываются в регулярную структуру; для этого мы привлекаем те же принципы, которые применимы и к остальным системам тела. Тем не менее упорядоченный рост аксонов и дендритов и образование правильной системы синапсов представляют собой явления иного порядка. Передний конец растущего аксона или дендрита ползет примерно так же, как и мигрирующая клетка: его можно назвать мигрирующим органом неподвижной клетки. И движения такого мигрирующего органа регулируются частично теми же факторами, что и движения мигрирующей клетки ( контактными воздействиями и др.), но, когда мы рассматриваем его взаимоотношения с телом клетки и с другими нервными волокнами и его способность образовывать синапсы, перед нами встают новые проблемы, требующие нового подхода. [41]
Скользящие бактерии - представители различных таксономических групп - лишены жгутиков и при перемещении по поверхности твердой среды оставляют слизистый след. Скорость передвижения клеток может составлять от 2 до 60 мкм / мин, причем в молодом возрасте клетки более подвижны. Активно двигающиеся клетки имеют преимущества перед неподвижными: они могут передвигаться по поверхности твердого субстрата, поэтому способны использовать такие сложные нерастворимые соединения, как хитин и целлюлоза; способность к скользящему движению помогает двигаться среди твердых субстратов ( почва, осадки и небольшие каналы в гниющей древесине), выбирать оптимальную позицию в отношении градиентов кислорода, света, сероводорода, температуры и других факторов. Скользящее движение варьирует по скорости и по механизму. Beggiatoa, цианобактерии и некоторые другие бактерии при скользящем движении вращаются вокруг длинной оси клетки. Многие клетки сгибаются или подергиваются при скольжении. Такие различия в движении могут отражать существование разных механизмов скольжения. Хотя при скольжении клетки выделяется слизь, не она толкает клетки. Слизь скорее нужна для смачивания поверхности с целью улучшения скольжения. Клетки некоторых фототрофов ( Oscillatoria) содержат на поверхности фибриллы или филаменты, при сокращении которых во внешней мембране возникают волны, за счет которых клетка движется. В оболочках некоторых клеток присутствуют кольцеобразные белковые комплексы, которые могут вращаться, что способствует движению клеток. Разница в поверхностном натяжении может двигать клетки Myxococcus xanthus, которые выделяют поверхностно-активные вещества с одного конца клетки. На разных концах клетки возникают различия в величине поверхностного натяжения, которые и толкают ее вперед. [42]
Страницы: 1 2 3