Клеточное движение, другие формы

Основу структурной организации живого составляют макромолекулы, прежде всего важнейшие биополимеры — белки и нуклеиновые кислоты. Специфика полимерных молекул в отличие от малых молекул определяется большим числом однотипных звеньев (мономеры), связанных в линейную цепь. Тепловое движение входяш их в полимерную цепь атомов и атомных групп, повороты и враш ение их вокруг единичных связей обусловливают большое число внутренних степеней свободы макромолекулы. Это заставляет рассматривать макромолекулы как макроскопическую систему, статистический характер поведения которой проявляется в наличии средних значений таких параметров, как размеры, форма, степень, свернутости макромолекулы. Вместе с тем суш ествуюш ие между атомами химические связи и взаимодействии ближнего и дальнего порядка накладывают определенные ограничения на число возможных конформаций макромолекул. Изменение конформации биополимеров, происходяш ие в процессах клеточного метаболизма и трансформации энергии, также носят вполне определенный характер и отражают внутримолекулярную динамическую организацию биополимеров. Таким образом, своеобразие биологической макромолекулы как физического объекта заключается в тесном сочетании статистических и детерминистских (механических) особенностей ее поведения с одной стороны, большое число взаимодействуюш их атомов и внутримолекулярных степеней свободы и, как следствие, возможность осуш ествления огромного числа разных конформаций, с другой — определенный химический характер и конформационные изменения при функционировании биополимеров. [c.168]

Чем больше клетка, чем сложнее и специализированнее ее внутренние структуры, тем больше необходимость контролировать положение и перемещение этих структур. Все эукариотические клетки имеют внутренний скелет цитоскелет, определяющий форму клеток, их способность двигаться и перемещать органеллы из одной части клетки в другую Цитоскелет образован сетью белковых волокон Наиболее важные среди них -это актиновые нити и микротрубочки (рис 1-25), которые, очевидно, возникли на очень ранних этапах эволюции, так как встречаются у всех эукариот практически в неизменном виде. И те, и другие участвуют в механизмах клеточных движений, например, актиновые нити (филаменты) обеспечивают мышечное сокращение, а микротрубочки являются основными структурными и силовыми элементами, обусловливающими движение ресничек и жгутиков - длинных выростов на поверхности некоторых клеток, биения которых напоминают удары бича. [c.34]

Конкуренция за факторы роста и питательные вещества - не единственный фактор, влияющий на скорость деления в клеточной культуре Форма клеток во время их распластывания и движения по поверхности субстрата на свободные места тоже сильно влияет на их способность делиться. При культивировании нормальных клеток в суспензии, когда они не прикреплены к твердой поверхности и поэтому имеют округлую форму, они почти никогда не делятся (зависимость деления от прикрепления). Влияние распластывания клеток на пролиферацию можно продемонстрировать при выращивании клеток на субстратах с различной адгезивностью поверхности или на таких субстратах, где имеются лишь крошечные адгезивные участки, на которых клетка может прикрепиться, но не может распластаться Частота деления клеток возрастает с увеличением степени их распластывания. Возможно, что сильно распластанные клетки могут улавливать больше молекул фактора роста и поглощать больше питательных веществ благодаря своей большей поверхности. Однако некоторые типы клеток (например, клетки ЗТЗ), почти не способные к пролиферации в суспензии, охотно делятся, как только им удается вступить в контакт с участком субстрата, даже если этот участок настолько мал, что клетка не может на нем распластаться (рис. 13-28). Такие фокальные контакты являются местами соединения (хотя и непрямого) внутриклеточных актиновых филаментов с молекулами внеклеточного матрикса (разд. 11.2.8). Эти и другие наблюдения определенно наводят на мысль, что контроль клеточного деления каким-то образом связан с организацией цито- [c.420]

ДРУГИЕ ФОРМЫ КЛЕТОЧНОГО ДВИЖЕНИЯ [c.433]

Группа 2. Аэробные, подвижные спиралевидные или изогнутые грамотрицательные бактерии. Прокариоты, входящие в эту группу, имеют жесткую клеточную стенку, так что клетка свою форму не меняет. Движение осуществляется с помощью одного или множества полярно расположенных жгутиков. Хемоорганогетеротрофы, существенно различающиеся потребностями в питательных веществах. Некоторые виды могут расти на простой синтетической среде, для роста других необходимы сложные среды. К роду Spirillum относятся в основном сапрофиты, обитающие в стоячих и загрязненных водах, на гниющих растительных и животных остатках. Ряд свободноживущих форм — обитатели морских вод. Есть среди них и паразиты. Некоторые виды патогенны. [c.164]

Дегрануляция может быть внутриклеточной и внеклеточной. При внутриклеточной дегрануляции происходит слияние фагосомы с гранулами и с последующим образованием фаголизосомы (см. раздел 5.4). При внеклеточной дегрануляции происходит выброс биологически активных веществ вне клетки, что приводит к повреждению окружающей ткани. Любая дегрануляция сочетается с направленной мобилизацией гранул, которые перемещаются либо к фагосоме, либо к плазматической мембране. Как одна из форм клеточного движения (в данном случае движения органелл) дегрануляция связана общими механизмами с поглощением, хемотаксисом и хемокинезом. Все эти функции зависят от гликолиза, катионов Са +, свободных сульфгидрильных групп, поверхностной серин-эстеразы, но не нуждаются в окислительно-восстановитель-ных реакциях. Подобно хемотаксису для дегрануляции характерна поляризация внутриклеточных органелл (гранул), которая совер-щается при участии микротрубочек. Тот факт, что дегрануляция не зависит от микрофиламентов (цитохалазин В не только не снижает, но даже усиливает секрецию), отличает ее от других типов двигательных реакций. В связи с этим неудивительно, что врожденная патология мобилизации гранул может сочетаться с нормальным поглощением и образованием фагосом. [c.56]

Еще одна система длинных нитевидных белков имеется в микротрубочках, о которых речь шла вьппе (разд. 2.14 и 2.15). Микротрубочки-это длинные полые трубки, каждая из которых построена из 13 белковых нитей, уложенных параллельно друг другу вокруг центральной полости. Каждая нить состоит из чередующихся молекул двух глобулярных белков-а-тубулина и р-тубулина. Микротрубочки входят в состав ресничек и жгутиков эукариот их взаимное скольжение или скручивание относительно друг друга сообщает ресничкам и жгутикам характерное винтообразное, вращательное или волнообразное движение, обеспечивающее перемещение клеток. Микротрубочки участвуют во многих других видах клеточной активности, например в делении клеток некоторым клеткам они придают ту или иную форму. Движение микротрубочек в жгутиках тоже зависит от гидролиза АТР. [c.183]

В случае высших растений элементы из почвенного раствора попадают в корень растения. Часть элементов, усвояемых растением, движется по корню либо через, либо между клетками, пока не достигнет специальных проводящих клеток сосудистой системы. По крайней мере один переход через клеточную мембрану происходит при этом движении. Клетки сосудистой системы обычно цилиндрической формы и соединены с другими такими же клетками, в результате чего образуется сеть сосудов, проходящая через все растение. Обычно в большинстве условий роста растения через эту сосудистую систему обеспечивается ток воды от корней к листьям. [c.62]

Гаструляционные движения основаны на относительно простом наборе основных движений клеток. Клетки могут менять свою форму в результате вытягивания или сокращения они приклеиваются или отделяются от других клеток или внеклеточного матрикса они могут секретировать вещества внеклеточного матрикса, которые сдерживают или направляют их движения. Такие виды клеточной активности, наряду с ростом клеток и их делением, лежат в основе всех морфогенетических движений как отдельных клеток, так и их групп, включая, в частности, такие процессы, как перераспределение клеток, обеспечивающее инвагинацию и образование первичной кишки. Гаструляция, будучи исключительно важным событием per se, кроме того, демонстрирует различные формы клеточного поведения. [c.63]

Помимо условий освещения, состояние устьиц зависит от содержания воды в клетках мезофилла, осмотического давления клеточного сока, температуры и ряда других условий. Иными словами, движение устьиц регулируется не одним каким-либо фактором, а сложным их сочетанием, причем у различных растений ведущая роль принадлежит то одному, то другому из этих факторов. В связи с этим изменение условий инсоляции, температуры, увлажнения и т. д. вызывает у различных форм растений разные изменения в состоянии устьиц. В ха- рактере этой зависимости ска- [c.345]

Почти во всех животных клетках актин и тубулин содержатся в больших количествах, но тубулина в них все же, как правило, меньше. Кроме того, поскольку микротрубочки толще, чем актиновые филаменты, для образования полимера одинаковой длины тубулина требуется примерно в 10 раз больше, чем актина (см. табл. 11-4). Поэтому общая длина актиновых филаментов в клетке но крайней мере в 30 раз больше общей длины микротрубочек. Это отражает фундаментальную разницу в структурной организации и функциях этих двух цитоскелетных полимеров в то время как актиновые филаменты образуют соединенные сшивками сети и небольшие пучки в периферической цитоплазме, микротрубочки обычно существуют в виде отдельных нитей, которые расходятся в стороны через всю цитоплазму из небольшой области вблизи ядра. Микротрубочки образуют систему волокон, но которой могут перемещаться различные пузырьки и другие органеллы, ограниченные мембраной тем самым они влияют на полярность клетки, могут регулировать ее форму и движение и определяют ориентацию плоскости клеточного деления. [c.302]

Хотя двигательная активность — важнейшая отличительная особенность животных организмов, животные не пребывают в движении постоянно. Обычно периоды активности у них чередуются с периодами покоя. Существуют разные формы покоя например, животное может просто сидеть, лежать или стоять без движения возможны также сон, зимняя спячка или же диапауза в определенный период личиночной жизни. Такая периодичность сопровождается изменениями секреторной активности желез, а также многих клеточных функций, например синтеза. РНК, белков и других веществ. Таким образом, для жи-нотных чрезвычайно характерны циклические изменения жизнедеятельности, которые мы будем называть биоритмами. [c.190]

Миофибриллы и микротрубочки-относительно стабильные образования, специализированные для производства повторяющихся движений. Однако большинство форм клеточной подвижности связано с лабильными структурами, появляющимися на определенных стадиях клеточного цикла или в ответ на внешний сигнал, а затем снова исчезающими. Из них наиболее известны митотическое веретено и сократимое кольцо, образующиеся при делении клетки. Эти и другие двигательные структуры клетки строятся из микротрубочек и актиновых филаментов, которые по мере необходимости образуются в цитоплазме из растворимого тубулина и актина и распадаются, когда они больше не нужны. [c.97]

По другой получившей распространение в последние годы гипотезе скользящее движение связано с особенностями строения клеточной стенки подвижных безжгутиковых форм — наличием белкового слоя, состоящего из упорядоченно расположенных фибрилл. По этим представлениям, фибриллы аналогичны нитям жгутиков с той разницей, что находятся внутри клеточной стенки. У некоторых скользящих бактерий описаны структуры, весьма напоминающие базальные тела жгутиковых форм. Вращательное движение фибрилл, запускаемое этими структурами, приводит к появлению на поверхности клетки так называемой бегущей волны , т. е. движущихся микроскопических выпуклостей клеточной стенки, в результате чего клетка отталкивается от твердого или вязкого субстрата. На скольжение расходуется около 5% энергии от общего объема клеточных энергетических затрат. По имеющимся данным, скользящее движение в разных группах бактерий обеспечивается энергией в форме АТФ или Ар ,н-Ь. [c.37]

Большой интересIпредставляет вопрос о возможности перенесения современных представлений о механизме мышечной деятельности на различные другие формы клеточного сокращения. Установлено, что в основе самых различных форм клеточного движения в большинстве случаев лежит один и тот же фактор — изменение внутренней структуры контрактильных белков в результате их взаимодействия с богатыми энергией полифосфорными соединениями типа АТФ. [c.433]

Среди локомоторных функций нейтрофила необходимо выделить две основные миграция и хемотаксис. Активное перемещение в пространстве относится к числу наиболее характерных признаков живого нейтрофила. Он двигается гораздо быстрее других лейкоцитов и более чувствителен к действию разнообразных модуляторов миграционной функции. При спонтанной миграции нейтрофил двигается беспорядочно, периодически меняя вектор движения. Клетка выбрасывает псевдоподии, которые необязательно совпадают с осью уже начавшегося перемещения, а потому вызывают изменение миграционного маршрута. Нестимулированный нейтрофил имеет округлую форму, не обнаруживая признаков амебоидной подвижности. Но если его поместить на стеклянную поверхность, которая служит сильным раздражителем, нейтрофил распластывается, выбрасывает псевдоподии и начинает двигаться. Структурной основой миграционной функции служат сократительные белки, подобные, но не идентичные актину и миозину мышечных клеток. Они собраны в микрофиламенты, которые располагаются по клеточной периферии и агрегируют при стимуляции с образованием сократительных волокон — двигательного аппарата нейтрофила. Разрушение микрофиламентов, которое обычно моделируют при помощи цитохалазина В, подавляет спонтанную миграцию, а также хемотаксис и хемокинез. Нейтрофилы, дефектные по содержанию актин-микрофиламентов, нормально рецептируют опсонизированные объекты, способны к респиратор- [c.37]

В первые часы после эксплантации клеточные элементы мигрируют из кусочка пленки, который через 3—4 часа оказывается окруженным зоной зернистых и незериистых лейкоцитов. Гранулоциты опережают в своем движении незернистые формы. Через 10 часов культивирования начинается процесс дегенерации гранулоцитов многие элементы в кусочке в это время погибают, другие гипертрофируются и проявляют фагоцитарную активность. [c.82]

НОЙ путь поглощения микроорганизмов — фагоцитоз. Фагоцитоз — процесс, который приводит к перевариванию частиц и состоит из этапов адсорбции и поглощения. Фагоцитоз начинается со взаимодействия между нейтрофилом и микроорганизмом. Это взаимодействие происходит по типу рецептор—лиганд и инициирует процесс поглощения, активируя мускулатуру или двигательный аппарат нейтрофила актин, миозин и акти 1-связы-вающие белки. Поглощение является одной из форм клеточного движения, поэтому нарушения поглотительной и миграционной способности нейтрофилов обычно сопутствуют друг другу. Функция поглощения страдает при повреждении микрофиламентов, но сохраняется после дезинтеграции микротрубочек. Нейтрофилы поглощают опсонизированные микроорганизмы, образуя фагосому (рис. 9). Взаимодействие микроорганизма с цитоплазматической мембраной нейтрофила инициирует образование псевдоподий, которые, окружая микроорганизм, сливаются между собой, формируя фагосому. Внутренняя поверхность фагосомы образована наружным слоем инвагинированной цитоплазматической мембраны. Дальнейшие киллинг и переваривание микроорганизмов происходят именно в фагосомах при условии, что последние успешно сливаются с лизосомами, образуя фаголизосому. Этот про- [c.50]

Группа 6, Спиралевидные и изогнутые бактерии. Бактерии, входящие в эту группу, объединяются в семейство Spirilla eae. Клетки-имеют вид изогнутых палочек или спиралевидных форм с несколькими витками. Клеточная стенка жесткая, так что клетка свою форму не меняет. Движение осуществляется с помощью одного или множества жгутиков, расположенных на одном или обоих полюсах клетки. Среди представителей этой группы есть аэробные, микроаэрофильные и анаэробные формы. Хемоорганогетеротрофы, существенно различающиеся потребностями в питательных веществах. Некоторые виды могут расти на синтетической среде, содержащей единственный источник углерода,, аммонийный азот и минеральные соли для роста других необходимы сложные белково-пептонные среды. К роду Spirillum относятся в. основном сапрофиты, обитающие в стоячих и загрязненных водах, на гниющих растительных и животных остатках. Ряд свободноживущих форм — обитатели морских вод. Есть среди них и паразиты. Некоторые виды патогенны. [c.145]

Тонкие клегки, образующие волоски на поверхности растений, прозрачны, что позволяет без труда наблюдать движение цитоплазмы на живом объекте. Эти клетки содержат крупные вакуоли, через которые тянутся тонкие (толщиной около I мкм) жгуты цитоплазмы (рис. 19-46). Видно, как по этим цитоплазматическим тяжам быстро движутся различные частицы, например митохондрии. Создается впечатление, что эти тяжи расходятся из области, лежащей по соседству с клеточным ядром при этом они непрерывно меняют свою форму и расположение, сливаются друг с другом, ветвятся, сжимаются, исчезают и образуются заново. [c.194]

Гомогенизация обычно достигается следующим образом. Клетки или ткань помещают между двумя поверхностями, одна из которых движется относительно другой. Это движение приводит к возникновению в среде разрывающих сил, что вызывает растяжение и разрыв клеток. Клеточные органеллы, для которых градиент разрывающих сил оказывается меньшим, остаются целыми. Наиболее часто используют гомогенизатор Поттера — Эльвегейма вращающийся цилиндрический тефлоновый пестик двигается вверх и вниз внутри стеклянного стакана (см. рис. 21), содержащего клетки и кусочки ткани, суспендированные в среде. Величину разрывающих сил можно регулировать, меняя зазор между стенками стакана и пестиком и меняя скорости вращения пестика. Изменяя форму и размеры пестика, можно увеличить или уменьшить площадь разрыва В некоторых методиках для разрушения клеток используют вращающиеся ножевые гомогенизаторы. [c.217]

В большинстве животных клеток примерно половина всех молекул актина находится в ненолимеризованной форме - в виде свободных мономеров или небольших комплексов с другими белками. Между этим пулом актина и актиновыми филаментами существует динамическое равновесие, что помогает осуществлять движения клеточной поверхности В этом разделе мы расскажем о том. как актип-связываюшие белки регулируют сборку актиновых филаментов, соединяют их в пучки или сети и определяют их расположение, длину и другие свойства. [c.274]

До сих пор мы обходили вопрос, который является основным для понимания структуры и функций актинового кортекса какова природа связи актиновых филаментов с плазматической мембраной Полагают, что находящиеся в мембране снециальные белки служат центрами организации для актиновой сети. Силы, возникающие в кортикальном слое актиновых нрггей и ответственные за движения клеточной иоверхности, должны передаваться на мембрану именно через эти или другие мембранные белки. О том, каковы эти белки и как они взаимодействуют с актином, мало что известно. Очевидно, однако, что есть но крайней мере три функциональных типа присоединения актина к плазматической мембране первый главным образом придает мембране прочность и определяет ее форму второй дает возможность актиновым филаментам втягивать участки мембраны внутрь и наконец, третий тин-тот. при котором актиновые филаменты вызывают быстрое выпячивание участков мембраны наружу Рассмотрим но порядку каждый из этих типов. [c.278]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология