Клетъчна подвижност: Какво е това? & Защо е важно?

Изучаване клетъчна физиология е всичко за това как и защо клетките действат по начина, по който действат. Как клетките променят поведението си въз основа на околната среда, като разделяне в отговор на сигнал от тялото ви казва, че имате нужда от повече нови клетки и как клетките интерпретират и разбират околната среда сигнали?

Точно толкова важно, колкото и защо клетките действат по начина, по който действат, е защо отиват там, където отиват, и тук идва клетъчната подвижност. Клетъчна подвижност е движението на клетката от едно място на друго чрез консумация на енергия.

Понякога се нарича клетъчна мобилност, но клетъчната подвижност е по-правилният термин и този, с който трябва да свикнете да използвате.

Тялото ви разчита на вашето клетки и тъканите да функционират правилно, за да останат здрави, но също така разчита тези клетки и тъкани да бъдат на правилното място в точното време.

Помислете за това: Не бихте могли да разчитате на вашите кожни клетки, за да помогнете да предпазите патогените от вашата система, например, ако не бяха

Клетъчната подвижност помага да се гарантира, че клетките стигат до мястото, където трябва да бъдат. Това е особено важно при развитието на тъкани. Често предшествениците, "подобни на стволови" клетки, не се намират заедно с напълно зрели клетки. Тези клетки се развиват в зряла тъкан, след което мигрират там, където трябва да отидат.

Помислете отново за вашите кожни клетки, например. Външните слоеве на кожните клетки изпълняват някои от най-важните функции в тялото ви. Те образуват водоустойчив слой, който поддържа външната влага навън и телесните течности навътре, те помагат да се блокира попадането на патогени в тялото ви и те помагат за регулиране на телесната температура.

Но какво да кажем за прогениторните клетки, които се развиват в зрели кожни клетки? Те се намират в по-дълбоките слоеве на кожата ви и след това се придвижват на повърхността, когато узреят.

Без клетъчна мобилност кожата ви не би могла регенерира се правилно, което би имало далечни последици за вашето здраве. А същата концепция се отнася и за други тъкани: зрелите клетки, които не могат да мигрират на правилното място в тялото ви, просто не помагат да се запазите здрави.

Клетъчната мобилност също е важно за едноклетъчните организми. Добре, значи разбирате защо клетъчната подвижност е важна при животни, растения и други многоклетъчни организми. Но какво да кажем за едноклетъчните организми, като бактериите?

Миграцията също е от решаващо значение за единичните клетки. Подвижността позволява на бактериите например да се придвижват към източници на хранителни вещества и далеч от вредните съединения, които иначе биха могли да ги убият. Подвижността помага на бактериите оцелеят по-дълго и продължават да разделят, за да могат да предадат своите гени към следващото поколение.

Когато говорите за клетъчна мобилност, две органели вършат по-голямата част от работата: реснички и флагела.

Cilia са малки, подобни на косми структури, които излизат извън клетката. Те се задвижват от моторни протеини и са в състояние да се движат напред-назад с подобно на гребане движение, като помагат за задвижването на клетката напред. Cilia също може да движи околната среда наоколо клетката. Например ресничките на клетките, които подреждат дихателните Ви пътища, непрекъснато "гребят" нежелани частици нагоре и извън белите Ви дробове.

Някои клетки, като сперматозоиди и бактериите, получават по-голямата част от своята мобилност чрез флагела. Флагелите са подобни на камшик структури, които се движат като витло, движейки клетката напред. Те позволяват на клетките да "плуват" далеч от или към дразнители.

Докато и ресничките, и флагелите могат директно да задвижат клетката, цитоскелет, групата на структурните протеини, важни за поддържането на формата на клетката, също играят ключова роля в клетъчната подвижност.

По-точно, вашите клетки използват протеин, наречен актин, част от цитоскелета, за да подпомогне подвижността. Актиновите влакна са силно динамични и могат да станат по-къси или по-дълги според нуждите на клетката. Удължаването на актиновите влакна в едната посока, докато ги прибира в другата, изтласква клетката напред, позволявайки на клетката да се движи.

Така че сега знаете как се движат клетките, но как те знаят къде да отидат? Един отговор е хемотаксис, или движение в отговор на химичен стимул.

Клетките естествено съдържат специални протеини, наречени рецептори, които са разположени на повърхността на клетките. Тези рецептори могат да усещат условия в клетъчната среда и да предават сигнали на останалите клетки да се движат по този или онзи начин.

Положителен хемотаксис насърчава движението към стимул. Това е, което кара сперматозоидите да плуват към яйцеклетката с надеждата за оплождане. Вашето тяло използва също позитивен хемотаксис, за да определи „дестинации“ за новоразработени клетки, така че когато новородената клетка стигне до определено място в тялото ви, тя ще спре да се движи и ще остане там.

Отрицателен хемотаксис означава отдалечаване от стимул. Например, бактериите могат да се опитат да се отдалечат от вредните съединения и вместо това да плуват към по-приятелска среда, където могат да растат и да се делят по-бързо.

Клетъчната подвижност също може да бъде свързана трудно във вашите клетки, така че клетките да знаят къде да се движат въз основа на тяхната генетика.

Сега, след като знаете основите защо и как се движат клетките, нека разгледаме някои примери от реалния свят.

Вземете бели кръвни телца които съставляват част от имунната ви система. Клетките работят, като циркулират в тялото ви, търсейки чужди частици, които могат да бъдат вредни. Когато имунната ви система открие нещо вредно, тя освобождава химикали, наречени цитокини, на мястото на инфекцията.

Тези цитокини предизвикват положителен хемотаксис. Те привличат повече имунни клетки към зоната, така че тялото ви може да създаде правилен имунен отговор.

Друг важен случай на клетъчна подвижност е wound изцеление. Разкъсаната и повредена тъкан трябва да се поправи, така че увреждането на вашите тъкани казва на тялото ви да започне да прави нови клетки, които да заместват повредените. Простото създаване на нови клетки не е достатъчно, но тези клетки също трябва ход през разкъсаната тъкан, като постепенно запълва раната.

Пример за объркано движение на клетките е рак. Обикновено вашите клетки мигрират само към определени области на тялото ви. Искате да мигрират навсякъде, където са необходими, и да стоят далеч от областите на тялото, където не са необходими.

Раковите клетки обаче нарушават правилата. Те могат да преминават през "границите" между тъканите (наречени извънклетъчен матрикс) и да нахлуват в съседни тъкани. Ето как ракът на гърдата например може да попадне в костите или мозъка или на места, където определено не бихте открили тъкан на гърдата при нормални обстоятелства.

Ето общ преглед на ключовите моменти, които трябва да запомните:

• Клетъчна подвижност е движението на клетката от едно място на друго. Това е процес, който използва енергия.
• Движението се ръководи от цитоскелета на клетката и може да включва специализирани органели като реснички и флагела.
• Клетките могат да знаят къде и как да се движат въз основа на генетиката. Те също могат да реагират на химични сигнали от околната среда, което се нарича хемотаксис.
• Положителен хемотаксис е движение към дразнители, докато отрицателен хемотаксис е отдалечаване от него.
• Клетъчна подвижност е важно за цялостното функциониране на организма. В човешкото тяло тя играе важна роля в имунитет и изцеление.
• Когато подвижността на клетките се обърка, това може да допринесе за заболявания, включително рак.

Свързани теми за клетъчна биология:

• Клетъчно делене и растеж: Преглед на митозата и мейозата
• Аденозин трифосфат (АТФ): Определение, структура и функция
• Плазмена мембрана: Определение, структура и функция (с диаграма)
• Клетъчна стена: Определение, структура и функция (с диаграма)
• Експресия на ген при прокариоти