• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • O wypustkach i spoufalaniu się komórek drożdży

    21.04.2010. 18:12
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Spotykający się mężczyzna i kobieta zwykle bardzo szybko orientują się, czy wydają się sobie pociągający i wydaje się, że u drożdży dzieje się podobnie. Wyniki nowych badań, przeprowadzonych przez brytyjskich i kanadyjskich naukowców pokazują, że komórki drożdży podejmują decyzję o parzeniu się w ciągu dwóch minut od spotkania. Odkrycia, opublikowane w czasopiśmie Nature, mogą okazać się przydatne naukowcom badającym sposób rozwoju komórek nowotworowych i macierzystych.

    Drożdże, jednokomórkowe drobnoustroje, są często wykorzystywane do badania sposobu funkcjonowania komórek. Zwykle rozmnażają się bezpłciowo w toku procesu zwanego pączkowaniem, który polega na tym, że część komórki zostaje oderwana i rozwija się w identyczną komórkę.

    Jednak czasami komórki drożdży rozmnażają się płciowo poprzez parzenie się. Dzieje się tak, kiedy od głównej komórki oddzieli się jedna komórka każdej płci, które następnie łączą się ze sobą, parzą się i ponownie rozdzielają. Ten proces wiąże się z wytworzeniem guzka zwanego wypustką, który jest wykorzystywany przez komórki do łączenia się ze sobą. Proces wytwarzania wypustek zabiera około dwóch godzin.

    Zespół naukowców z Imperial College w Londynie i Uniwersytetu Edynburskiego w Wlk. Brytanii oraz z Université de Montréal i Uniwersytetu McGill w Kanadzie, odkrył, że decyzja komórek drożdży o parzeniu się jest kontrolowana przez zmianę chemiczną w jednym z białek. Zmiana ta zachodzi w ciągu dwóch minut od momentu wykrycia przez komórkę obecności feromonu wytworzonego przez komórkę płci przeciwnej.

    Naukowcy odkryli, że stężenie feromonu wokół komórki drożdży musi być znaczne, aby zainicjować proces parzenia się. Jeżeli ten poziom nie zostanie osiągnięty, komórka będzie dalej rozmnażać się bezpłciowo.

    "Wytwarzanie wypustek to niezwykle energochłonny proces dla komórek drożdży" - wyjaśnia dr Vahid Shahrezaei z Imperial College w Londynie. "Sądzimy, że ten proces przełączania się przy pewnym stężeniu feromonu mógł pojawić się w celu zapewnienia przygotowania komórek do rozmnażania płciowego tylko wówczas, kiedy partner jest wystarczająco blisko i jest zdolny do parzenia się."

    Naukowcy wykorzystali model matematyczny do zbadania, w jaki sposób chęć parzenia się jest włączana i wyłączana w komórkach drożdży. Obejmuje on wykorzystanie danych doświadczalnych na temat stężeń feromonów wokół komórki drożdży oraz różnych białek o kluczowym znaczeniu dla rozpoczęcia procesu.

    Zdaniem dr Shahrezaei'a: "Komórki drożdży żyją w bardzo hałaśliwym środowisku, bowiem otoczone są różnymi substancjami chemicznymi, w tym feromonami i pokarmem, a ich własny mechanizm wewnątrzkomórkowy wytwarza mnóstwo biomolekuł, które wchodzą ze sobą w interakcje. Chcieliśmy przekonać się, w jaki sposób komórki odnajdują się w tym hałaśliwym środowisku i orientują, co dzieje się na poziomie molekularnym, aby podjąć istotną decyzję, jaką jest parzenie się."

    "Łącząc doświadczenia i modelowanie matematyczne, które uwzględnia wiele różnych czynników byliśmy w stanie dokładnie wykazać, co dzieje się we wnętrzu komórki drożdży, aby skłonić ją do podjęcia decyzji o parzeniu się z inną komórką. Wykazaliśmy również, że mechanizm, który skłania komórkę do podjęcia decyzji jest niezwykle silny, co oznacza, że nie wpływa na niego hałas molekularny w środowisku" - dodaje.

    Naukowcy są przekonani, że ich model matematyczny można by wykorzystać w opracowywaniu nowych leków i metod leczenia, gdyż umożliwia on wykrywanie czynników prowadzących do zmian w komórkach, na przykład przekształcenia normalnej komórki w nowotworową. W komórkach drożdży i ssaków występuje wiele takich samych białek, które biorą udział w reakcji łańcuchowej, aby doprowadzić do zmian w komórce.

    "Mimo iż drożdże różnią się w sposób zasadniczy od ludzi na poziomie molekularnym i komórkowym, to mamy wiele wspólnego" - stwierdza naczelny autor artykułu, dr Stephen Michnick z Université de Montréal. "Te same molekuły, które prowadzą do decyzji o przełączeniu się w przypadku drożdży, występują w bardzo podobnych formach w komórkach człowieka." Decyzje o zmianie, podobne do tych podejmowanych przez drożdże, mają miejsce w komórkach macierzystych w czasie rozwoju embrionalnego, a w przypadku nowotworów stają się dysfunkcyjne."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Propagacja drożdży – proces rozmnażania drożdży piwowarskich czystej kultury, otrzymanej w sposób sterylny z jednej komórki określonego szczepu drożdży charakteryzującego się pożądanymi cechami technologicznymi. Propagacja ma na celu uzyskanie odpowiedniej populacji żywych drożdży zdolnych do przeprowadzenia fermentacji nastawu (chmielonej brzeczki) w założonym czasie. Komórki iPS (ang. iPSC – induced pluripotent stem cells) – rodzaj pluripotencjalnych komórek macierzystych, które zostały sztucznie otrzymane z nie-pluripotentnych komórek (przeważnie komórek somatycznych dorosłego człowieka) przez wymuszenie ekspresji odpowiednich genów w tych komórkach. Wiropeksja to sposób wirusów wnikania do komórki. Polega on na wykorzystaniu naturalnych mechanizmów komórki. W przypadku wirusa, kiedy przyłącza się on do komórki, ta "wyczuwając" znane jej białko wpuszcza agresora do cytoplazmy, dzięki czemu wirus może zaaplikować się w jej wnętrzu. Wirus ma białko takie samo jak komórka tylko na "wystających nitkach". To dzięki nim może wniknąć do środka komórki. Gdy owe "niteczki" zostaną na powierzchni komórki, w jej środku rozpoznawalne zaczyna być obce białko, które komórka niszczy. W ten sposób wirus "wpuszcza" do jądra komórkowego swój materiał genetyczny, który może się ulotnić z niszczonego przez komórkę kapsydu.

    Mitoza – proces podziału pośredniego jądra komórkowego, któremu towarzyszy precyzyjne rozdzielenie chromosomów do dwóch komórek potomnych. W jego wyniku powstają komórki, które dysponują materiałem genetycznie identycznym z komórką macierzystą. Jest to najważniejsza z różnic między mitozą a mejozą. Mitoza zachodzi w komórkach somatycznych zwierząt oraz w komórkach somatycznych i generatywnych roślin. Wzrost intruzywny – specyficzny sposób wzrostu komórki roślinnej. Rosnąca komórka wsuwa się pomiędzy dwie komórki. Blaszka środkowa dwóch sąsiadujących komórek pomiędzy jest rozpuszczana przez enzymy wydzielane przez wrastającą komórkę. Wsunięcie rosnącej komórki następuje prawdopodobnie dzięki wystąpieniu naprężeń rozciągających. W wyniku wzrostu intruzywnego następuje zerwanie istniejących plazmodesm, zostają one odtworzone po połączeniu ścian komórkowych z wrastająca komórką.

    Komórka nowotworowa – komórka której cykl komórkowy został zaburzony wskutek mutacji. Jedną z jej ważnych cech jest duża zdolność do unikania apoptozy. Komórka nowotworowa dzieli się nieustannie i bez ograniczeń. Charakteryzuje ją podwyższona aktywność telomerazy, co umożliwia ominięcie fizjologicznego limitu ilości podziałów jednej komórki. Pod tym względem przypomina komórki macierzyste, jednak nie dochodzi do specjalizacji komórki. Podział komórek nowotworowych może prowadzić do powstania guza nowotworowego. Komórki blastyczne (w skrócie blasty) – jeden z rodzajów komórek macierzystych. Są to bardzo słabo zróżnicowane komórki prekursorowe, z których rozwijają się komórki poszczególnych szeregów hematopoetycznych w szpiku kostnym.

    Komórka inicjalna – jest to występująca u roślin komórka pozostająca stale zdolna do podziału, stale zachowuje charakter merystemtyczny. W wyniku podziału komórki inicjalnej powstają dwie komórki. Jedna z nich, w toku dalszych podziałów, wytwarza komórki potomne, które przekształcają się następnie w tkanki stałe. Druga pozostaje komórką inicjalną, zdolną do kolejnych podziałów. Anaplazja – brak zróżnicowania lub proces odróżnicowania się komórek, powstawanie z komórek zróżnicowanych nowych pokoleń komórek o coraz to mniejszym stopniu zróżnicowania albo też zatrzymanie różnicowania (dojrzewania) komórki wraz z zachowaną zdolnością do mnożenia się. Charakterystyczna dla nowotworów złośliwych. Obecnie uważa się, że raczej nowotwory powstają z komórek macierzystych niż że dochodzi do procesu odróżnicowania.

    Komórki NK (ang. Natural Killer – naturalni zabójcy) – główna grupa komórek układu odpornościowego odpowiedzialna za zjawisko naturalnej cytotoksyczności. Komórki NK zostały odkryte w latach 70. XX w. u osób zdrowych, wśród których nie spodziewano się odpowiedzi przeciwnowotworowej. Okazało się, że taka odpowiedź jednak występuje i jest silniejsza niż u osób chorych. Obok komórek NK za taki efekt odpowiadają hipotetyczne komórki NC. Ze względu na swoje właściwości komórki NK są zaliczane do komórek K. Efekt cytotoksyczny jest widoczny już po 4 godz. od kontaktu z antygenem i standardowo testuje się go na linii białaczkowej K562.

    Wakuole, wodniczki – struktury komórkowe występujące u roślin i niektórych pierwotniaków oraz w komórkach grzybów. W komórkach zwierzęcych występuje wiele małych wodniczek (wakuol), natomiast w roślinnych jedna lub kilka dużych. U pierwotniaków występują wodniczki tętniące, odpowiedniki wakuoli, ale od wakuoli o wiele mniejsze. Zajmują do 90% komórki. Ze starzeniem się komórki zachodzi proces rozrośnięcia się i zamienienia wakuoli w jedną wodniczkę.

    Dodano: 21.04.2010. 18:12  


    Najnowsze