Bagikan:
Apa itu Gerakan Sitoplasma?
itu gerakan sitoplasma, juga disebut aliran protoplasmatic atau ciclois, adalah pergerakan zat cairan (sitoplasma) di dalam sel tumbuhan atau hewan. Gerakan ini mengangkut nutrisi, protein dan organel di dalam sel.
Ditemukan untuk pertama kalinya pada tahun 1830-an, keberadaan aliran sitoplasma membantu meyakinkan para ahli biologi bahwa sel adalah unit dasar kehidupan..
Meskipun mekanisme transmisi sitoplasmik belum sepenuhnya dipahami, mekanisme ini dianggap dimediasi oleh protein "motor", molekul yang terdiri dari dua protein yang menggunakan adenosin trifosfat untuk memindahkan satu protein relatif ke yang lain..
Jika salah satu protein tetap dalam substrat, seperti mikrofilamen atau mikrotubulus, protein motor dapat memindahkan organel dan molekul lain melalui sitoplasma..
Protein motorik sering terdiri dari filamen aktin, serat protein panjang disejajarkan dalam barisan paralel dengan arus di dalam membran sel.
Molekul myosin yang terikat pada organel seluler bergerak di sepanjang serat aktin, menarik organel dan menyapu isi sitoplasma lainnya ke arah yang sama.
Transmisi sitoplasma, atau cyclosis, adalah peristiwa yang mengkonsumsi energi dalam sel-sel tumbuhan dan digunakan untuk mendistribusikan nutrisi dalam sitoplasma. Ini biasa terjadi pada sel yang lebih besar, di mana difusi tidak memadai untuk distribusi zat.
Pada tanaman, itu juga dapat digunakan untuk mendistribusikan kloroplas untuk penyerapan cahaya maksimum untuk fotosintesis. Para ilmuwan masih belum mengerti bagaimana proses ini terjadi, walaupun hipotesis yang diajukan adalah mikrotubulus dan mikrofilamen berperan, berinteraksi dengan protein motor dari organel..
Dalam beberapa sel tanaman ada gerakan sitoplasmik yang berputar cepat, terbatas pada bagian perifer sel di sebelah dinding sel, yang membawa kloroplas dan butiran.
Gerakan ini dapat ditingkatkan oleh cahaya, dan tergantung pada suhu dan pH. Auksin, atau hormon pertumbuhan tanaman, juga dapat meningkatkan kecepatan gerakan. Dalam beberapa protozoa, seperti ciliate, gerakan siklik yang lebih lambat mengangkut vakuola pencernaan melalui sel tubuh.
Transmisi sitoplasma
Transmisi sitoplasma dalam sel tanaman muncul secara alami melalui swasembada mikrofilamen
Banyak sel menunjukkan sirkulasi aktif skala besar dari semua konten cairan mereka, suatu proses yang disebut aliran atau gerakan sitoplasma. Fenomena ini sangat sering terjadi pada sel-sel tanaman, sering menunjukkan pola aliran yang diatur secara nyata.
Dalam mekanisme penggerak dalam sel-sel tersebut, organel yang dilapisi dengan myosin masuk ke sitoplasma ketika mereka memprosesnya di sepanjang bundel filamen aktin yang dipasang di pinggiran. Proses ini adalah proses pengembangan yang membangun konfigurasi aktin yang diperlukan untuk aliran yang koheren pada skala seluler.
Telah diamati bahwa paradigma dasar yang mendasari protein motor yang berinteraksi dengan filamen polimer memiliki banyak pola yang membentuk perilaku di kedua lingkungan teoritis dan eksperimental.
Namun, studi ini sering diekstraksi dari konteks sistem biologis spesifik, dan khususnya tidak ada hubungan langsung dengan pengembangan transmisi sitoplasma..
Untuk memahami dinamika mendasar yang mendorong pembentukan aliran yang teratur dan menghubungkan mikroskopis dengan makroskopis, pendekatan "top-down" alternatif dibenarkan..
Untuk melakukan ini, kami mendekati masalah melalui sistem prototipe tertentu. Kami mungkin mengadopsi contoh yang paling mengejutkan, alga akuatik Chara corallina.
Sel-sel internal silinder raksasa Chara berukuran diameter 1 mm dan panjang hingga 10 cm. Aliran berputar yang disebut "ciclosis" digerakkan oleh vesikel (dalam retikulum endoplasma) yang dilapisi dengan protein motor myosin yang meluncur di sepanjang dua pita longitudinal yang diarahkan dengan cara yang berlawanan dari banyak paralel paralel dan filamen aktin..
Setiap kabel adalah kumpulan dari banyak filamen aktin individu, yang masing-masing memiliki polaritas intrinsik yang sama. Motor myosin bergerak pada filamen dengan cara yang terarah, dari ujung yang lebih kecil, ke ujung yang lebih besar (dengan paku).
Kabel-kabel ini melekat pada kloroplas yang dipasang secara kortikal di pinggiran sel, menghasilkan kecepatan aliran 50-100 μm / s. Tidak jelas bagaimana pola yang sederhana namun mencolok ini terbentuk selama morfogenesis, meskipun dapat disimpulkan bahwa mereka adalah hasil dari pola kimia yang kompleks..
Mekanisme aliran sitoplasma dalam sel alga chachaceous: meluncurnya retikulum endoplasma sepanjang filamen aktin
Mikroskopi elektron sel raksasa langsung alga chagasous beku menunjukkan jaringan tiga dimensi terus menerus dari tabung anastomosis dan cisternae retikulum endoplasma kasar yang menembus daerah aliran sitoplasma mereka.
Bagian-bagian dari retikulum endoplasma ini berhubungan dengan kumpulan paralel filamen aktin pada antarmuka ke sitoplasma kortikal stasioner.
Mitokondria, glikosom, dan organel sitoplasmik kecil lainnya yang terjerat dalam jaringan retikulum endoplasma menunjukkan gerakan Brown saat mereka mengalir.
Pengikatan dan geser selaput retikulum endoplasma sepanjang lead aktin juga dapat divisualisasikan langsung setelah sitoplasma sel-sel ini berdisosiasi menjadi buffer yang mengandung ATP.
Gaya geser yang dihasilkan pada antarmuka dengan kabel aktin terdisosiasi menggerakkan agregat besar retikulum endoplasma dan organel lainnya. Kombinasi mikroskop elektron pembekuan cepat dan mikroskop video sel hidup dan sitoplasma terdisosiasi menunjukkan bahwa transmisi sitoplasma tergantung pada membran retikulum endoplasma yang bergeser di sepanjang kabel aktin stasioner..
Oleh karena itu, jaringan terus menerus dari retikulum endoplasma menyediakan cara mengerahkan kekuatan motif dalam sitoplasma dalam dalam sel yang jauh dari lead aktin kortikal di mana kekuatan motif dihasilkan.
Peran dalam transportasi intraseluler
Meskipun sejumlah besar karya telah diterbitkan berdasarkan molekuler dan hidrodinamika gerakan sitoplasmik, relatif sedikit penulis yang berani membahas fungsi mereka..
Untuk waktu yang lama telah disarankan bahwa aliran ini membantu transportasi molekuler. Namun, hipotesis spesifik mengenai mekanisme transmisi mempercepat laju metabolisme hampir tidak pernah dianalisis.
Difusi tidak mampu menjelaskan banyak fenomena transportasi dalam sel dan tingkat homeostasis di sepanjang rute tidak dapat dijelaskan lebih dari mengasumsikan bahwa mereka adalah bentuk transpor aktif..
Topologi yang sangat simetris dari arus dalam alga yang berkhasiat tampaknya telah berevolusi dengan biaya evolusi yang besar, seperti yang juga tercermin dalam fakta bahwa myosin yang ditemukan dalam organisme ini adalah yang tercepat yang pernah ada..
Berdasarkan pada apa yang kita ketahui tentang alga characeous, kita melihat bahwa transmisi terlibat dalam banyak peran dalam metabolisme seluler. Ini membantu transportasi antar sel dan, oleh karena itu, sangat penting untuk memasok aliran konstan blok bangunan seluler ke sel yang baru terbentuk di ujung kuncup..
Tampaknya juga penting untuk mempertahankan pita alkali yang memfasilitasi penyerapan karbon anorganik dari air di sekitarnya. Namun, pertanyaan kunci yang sebagian besar tetap tidak terjawab adalah apa tepatnya peran gerakan sitoplasma dalam menghilangkan hambatan difusi yang tampaknya membatasi ukuran sel dalam organisme lain..
Faktanya, aliran ini dapat membantu regulasi homeostatis selama ekspansi volume sel yang cepat, tetapi mekanisme yang tepat yang dengannya tetap merupakan area penelitian terbuka.
Kontribusi yang paling penting dalam hal diskusi kuantitatif efek aliran sitoplasma pada transportasi intraseluler tidak diragukan lagi adalah Pickard. Ilmuwan ini berbicara tentang eskalasi kecepatan aliran dan skala waktu difusi dengan ukuran sel, serta interaksi antara lapisan periplasma yang stagnan di sekitar baris kloroplas, dan lapisan seluler endoplasma..
Dia menunjukkan kemungkinan bahwa kemajuan sumber titik dapat membantu homeostasis dengan menghaluskan fluktuasi di bidang konsentrasi. Dia juga mengangkat anggapan bahwa aliran sitoplasma seperti itu, tidak harus memberikan manfaat bagi sel jika tujuan sebenarnya adalah transportasi partikel di sepanjang sitoskeleton..
Gerakan sitoplasma memungkinkan distribusi molekul dan vesikel dalam sel tanaman besar
Studi terbaru tentang tanaman akuatik dan terestrial menunjukkan bahwa fenomena serupa menentukan transportasi intraseluler organel dan vesikel. Hal ini menunjukkan bahwa aspek pensinyalan seluler yang terlibat dalam pengembangan dan respons terhadap rangsangan eksternal dilestarikan lintas spesies.
Pergerakan motor molekuler di sepanjang filamen sitoskeleton secara langsung atau tidak langsung menyeret cytosol cairan, yang mengarah ke cyclosis (pergerakan sitoplasmik) dan mempengaruhi gradien spesies molekuler di dalam sel, dengan implikasi metabolik yang penting seperti kekuatan motor untuk ekspansi sel.
Penelitian telah menunjukkan bahwa fungsi myosin XI dalam pergerakan organel yang menggerakkan aliran sitoplasma pada tanaman air dan darat. Meskipun mesin sitoskeleton, yang mendorong pergerakan organel antara tanaman air dan bumi, kecepatan siklus cyclosis dalam sel tanaman bervariasi sesuai dengan jenis sel, tahap perkembangan sel, dan spesies tanaman..
Referensi
- Redaksi Encyclopædia Britannica. (2009). streaming sitoplasma. 9-2-2017, oleh Encyclopædia Britannica, inc.
- Darling, D. (2016). Streaming sitoplasma. 9-2-2017, dari The Worlds of David Darling.
- Goldstein, R. (2015). Perspektif fisik pada streaming sitoplasma. 02-10-2017, dari The Royal Society Publishing.
- com (2016). Streaming sitoplasma, atau cyclosis,. 10-2-2017, dari Microscope.com.
- Verchot, L. (2010). Streaming sitoplasma memungkinkan distribusi molekul dan vesikel dalam sel tanaman besar ... 10-2-2017, dari US National Library of Medicine, National Institutes of Health, Website: ncbi.nlm.nih.gov.
- Wolff, K., Marenduzzo, D., & Cates, M. E. (2012). Streaming sitoplasma dalam sel tanaman: peran selip dinding. Jurnal Antarmuka Masyarakat Kerajaan, 9 (71), 1398-1408.
- Kachar, B. (1988). Mekanisme streaming sitoplasma dalam sel alga characea: geser retikulum endoplasma sepanjang filamen aktin ... 11-2-2017, dari Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi, AS.