Sisu
- Miks on liikuvad rakud olulised?
- Mis on seotud rakkude liikuvusega?
- Üherakulised organismid
- Kuidas rakud liiguvad?
- Tsütoskelett ja rakkude liikumine
- Mis juhendab rakkude liikumist?
- Rakkude motiilsuse tüübid
- Veel raku motiilsuse näiteid
- Rakkude liikuvus: mida peate teadma
Rakufüsioloogia uurimine seisneb selles, kuidas ja miks rakud käituvad nii, nagu nad teevad. Kuidas muudavad rakud oma käitumist lähtuvalt keskkonnast, näiteks jagades vastusena teie keha signaalile, kus öeldakse, et vajate rohkem uusi rakke, ja kuidas rakud neid keskkonnasignaale tõlgendavad ja mõistavad?
Sama oluline kui see, miks rakud käituvad nii, nagu nad on, on see, miks nad lähevad sinna, kuhu lähevad, ja see on koht, kus rakkude liikuvus tuleb sisse. Rakkude liikuvus on raku liikumine ühest kohast teise energiatarbimise kaudu.
Seda nimetatakse mõnikord rakkude mobiilsuseks, kuid rakkude liikuvus on õigem termin ja see, mida peaksite kasutama.
Miks on liikuvad rakud olulised?
Teie keha tugineb teie rakkudele ja kudedele, et nad terveks saaksid korralikult funktsioneerida, kuid see sõltub ka nendest rakkudest ja kudedest, mis asuvad õigel ajal õiges kohas.
Mõelge sellele: te ei saaks loota oma naharakkudele, et aidata näiteks patogeene teie süsteemist eemal hoida, kui nad on korralikult korraldatud keha välisküljel. Ja teie neerurakud? Õnn neile hea funktsioneerimise korral, kui need pole teie neerudes korralikult organiseeritud, kus nad saavad teie verd filtreerida.
Rakkude liikuvus aitab tagada, et teie rakud jõuavad sinna, kus nad pidid olema. See on eriti oluline kudede arendamisel. Tihtipeale ei leita eellasrakke, "tüvetaolisi" rakke, täielikult küpsete rakkude kõrval. Need rakud arenevad küpseks koeks, seejärel rändavad kõikjale, kuhu nad peaksid minema.
Mis on seotud rakkude liikuvusega?
Mõelge näiteks oma naharakkudele. Naharakkude välimised kihid mängivad teie kehas mõnda kõige olulisemat funktsiooni. Need moodustavad veekindla kihi, mis hoiab väljaspool niiskust välja ja teie kehavedelikud sisse, aitavad blokeerida patogeenide sattumist teie keha ja aitavad reguleerida teie kehatemperatuuri.
Kuidas on aga eellasrakkudega, mis arenevad küpseteks naharakkudeks? Neid leidub naha sügavamates kihtides ja kolivad küpsemise ajal nende pinnale.
Ilma rakkude mobiilsuseta poleks teie nahk võimeline ennast uuendada korralikult, millel oleks kaugeleulatuv mõju teie tervisele. Sama kontseptsioon kehtib ka muude kudede kohta: küpsed rakud, mis ei rända teie keha õigesse kohta, ei aita teid lihtsalt tervena hoida.
Üherakulised organismid
Rakkude liikuvus on ka oluline üherakuliste organismide jaoks. Okei, nii et saate aru, miks on rakkude liikuvus oluline loomade, taimede ja muude mitmerakuliste organismide jaoks. Mis saab aga üherakulistest organismidest, näiteks bakteritest?
Ränne on ülioluline ka üksikute rakkude puhul. Motiilsus võimaldab näiteks bakteritel liikuda toitainete allikate poole ja eemale kahjulikest ühenditest, mis muidu võivad neid tappa. Motiilsus aitab bakteritel kauem ellu jääda ja jätkatakse jagamist, et nad saaksid oma geenid järgmisele põlvkonnale edasi anda.
Kuidas rakud liiguvad?
Kui räägite raku liikuvust, teevad suurema osa tööst kaks organelli: cilia ja flagella.
Cilia on väikesed juuksekarva struktuurid, mis ulatuvad rakust välja. Neid juhivad motoorsed valgud ja nad suudavad sõudetaolise liigutusega edasi-tagasi liikuda, aidates rakul edasi liikuda. Cilia võib ka keskkonda liigutada ümber rakk. Näiteks rakukehad, mis sirutavad teie hingamisteid, "rivistavad" soovimatuid osakesi pidevalt kopsudest üles ja välja.
Teatud rakud, näiteks spermarakud ja bakterid, saavad suurema osa oma mobiilsusest flagella kaudu. Flagellad on piitsataolised struktuurid, mis liiguvad propelleri moodi, ajades raku edasi. Need võimaldavad rakkudel "ujuda" stiimulitest eemale või nende poole.
Tsütoskelett ja rakkude liikumine
Kuigi nii tsiliaar kui ka flagella suudavad raku otseselt liikuma panna, on tsütoskelettRakkude kuju säilitamiseks oluliste struktuurvalkude rühm mängib samuti võtmerolli raku liikuvuses.
Täpsemalt, teie rakud kasutavad valku nimega aktiin, mis on tsütoskeleti osa, liikuvuse parandamiseks. Aktiini kiud on väga dünaamilised ja vastavalt rakkude vajadustele võivad need lühemaks või pikemaks muutuda. Aktiinikiudude pikendamine ühes suunas, samal ajal kui neid teises suunas tõmmatakse, lükkab raku edasi, võimaldades rakul liikuda.
Mis juhendab rakkude liikumist?
Nüüd teate, kuidas rakud liiguvad, kuid kuidas nad teavad, kuhu minna? Üks vastus on kemotaksisvõi liikumine vastusena keemilisele stiimulile.
Rakud sisaldavad looduslikult spetsiaalseid valke, nn retseptoreid, mis asuvad rakkude pinnal. Need retseptorid tunnevad rakukeskkonna tingimusi ja edastavad signaale ülejäänud rakkudele, et seda või teistpidi liikuda.
Positiivne kemotaksis soodustab liikumist stiimuli poole. See paneb spermaraku viljastamise lootuses munaraku poole ujuma. Teie keha kasutab positiivse kemotaksise abil ka äsja arenenud rakkude "sihtkohtade" määramiseks, nii et kui vastsündinud rakk jõuab teie keha teatud kohta, peatub see liikumine ja viibib seal.
Negatiivne kemotaksis tähendab liikumist stiimulist eemale. Näiteks võivad bakterid proovida kahjulikest ühenditest eemalduda ja ujuda hoopis sõbralikuma keskkonna poole, kus nad saaksid kiiremini kasvada ja jaguneda.
Rakkude liikuvus võib olla ka teie rakkudesse tugevalt ühendatud, nii et rakud teavad, kuhu liikuda geneetika.
Rakkude motiilsuse tüübid
Nüüd, kui teate põhialuseid, miks ja kuidas rakud liiguvad, laseme vaadata mõnda reaalse maailma näidet.
Võtke valged verelibled mis moodustavad osa teie immuunsussüsteemist. Rakud töötavad tsirkuleerides kogu teie kehas, otsides võõraid osakesi, mis võivad olla kahjulikud. Kui teie immuunsüsteem leiab midagi kahjulikku, eraldab see nakkuskohas kemikaale, mida nimetatakse tsütokiinideks.
Need tsütokiinid käivitavad positiivse kemotaksise. Nad tõmbavad piirkonda rohkem immuunrakke, nii et teie keha suudab tekitada korraliku immuunvastuse.
Veel raku motiilsuse näiteid
Veel üks oluline rakkude liikuvuse näide on woundi paranemine. Rebenenud ja kahjustatud kude tuleb parandada, nii et kudede kahjustus ütleb teie kehale, et nad hakkaksid kahjustatud rakkude asendamiseks uusi rakke looma. Uute lahtrite loomiseks ei piisa, kuigi ka need peavad seda tegema liikuda üle rebenenud koe, täites haava järk-järgult.
Rakkude valesti liikumise näide on vähk. Tavaliselt migreeruvad teie rakud ainult määratletud kehapiirkondadesse. Soovite, et nad rändaksid kuhu iganes neid vajatakse, ja eemal kehapiirkondadest, kus neid vaja pole.
Vähirakud rikuvad reegleid. Nad saavad läbida kudede (nn rakuvälise maatriksi) vahelised piirid ja tungida naaberkudedesse. See, kuidas näiteks rinnavähk võib lõppeda luudes või ajus või kohtades, kus te kindlasti normaalsetes oludes rinnakudet ei leia.
Rakkude liikuvus: mida peate teadma
Siin on üldine ülevaade peamistest punktidest, mida meeles pidada:
Seotud rakubioloogia teemad: