الحركة الانزلاقية
الحركة الانزلاقية هي نوع من أنواع الانتقال الذي تستخدمه الكائنات الحية الدقيقة وهو مستقل عن الهياكل الدافعة مثل الأسواط والأهداب والزغابات . [1] يسمح الانزلاق للكائنات الحية الدقيقة بالسفر على طول سطح الأغشية المائية المنخفضة. آليات هذه الحركة معروفة جزئيًا فقط.
تسمح الحركة الانقباضية أيضًا للكائنات الحية الدقيقة بالسفر على طول السطح، ولكن هذا النوع من الحركة متقطع ويستخدم الأهداب كوسيلة نقل. الانزلاق البكتيري هو نوع من الحركة الانزلاقية التي يمكنها أيضًا استخدام الأهداب للدفع.
تختلف سرعة الانزلاق بين الكائنات الحية، ويبدو أن عكس الاتجاه يتم تنظيمه بواسطة نوع من الساعة الداخلية. [2] على سبيل المثال، تتمكن بكتيريا الأبيكوبلكسانس من السفر بمعدلات سريعة تتراوح بين 1-10 ميكرومتر/ثانية. وعلى النقيض من ذلك، تنزلق بكتيريا ميكسوكوكوس زانثوس بمعدل 0.08 ميكرومتر/ثانية. [3] [4]
أ) الأهداب من النوع الرابع ، ب) بروتينات الغشاء ذات الحركة النوعية، ج) نفث السكاريد
إن غزو الخلايا والحركة الانزلاقية لهما TRAP ( بروتين مجهول مرتبط بالثرومبوسبوندين )، وهو بروتين سطحي، كأساس جزيئي مشترك ضروري للعدوى والحركة للطفيليات الغزوية من نوع أبيكومبليكسان. [5] الميكرونيمات هي عضيات إفرازية على السطح القمي من أبيكومبليكسان تستخدم للحركة الانزلاقية.
في الرسم البياني أعلاه، على اليمين:
| أ) | النوع الرابع من الشعر |
| تلتصق الخلية بأهدابها بسطح أو جسم في الاتجاه الذي تسافر إليه. ثم تتحلل البروتينات الموجودة في الأهداب لتقليص حجم الأهداب، مما يجذب الخلية أقرب إلى السطح أو الجسم الذي كانت متصلة به. [6] | |
| ب) | بروتينات الغشاء ذات الحركة النوعية |
| ترتبط البروتينات عبر الغشاء بسطح المضيف. يمكن أن يكون هذا المركب الالتصاقي خاصًا بنوع معين من الأسطح مثل نوع معين من الخلايا أو عامًا لأي سطح صلب. تعمل البروتينات الحركية المرتبطة بغشاء داخلي على إجبار هياكل الخلايا الداخلية على الحركة فيما يتعلق بالبروتينات عبر الغشاء مما يخلق حركة صافية. [7] يتم دفع هذا بواسطة قوة دافعة البروتون. [8] تختلف البروتينات المعنية بين الأنواع. مثال على البكتيريا التي تستخدم هذه الآلية هو Flavobacterium . لا تزال هذه الآلية قيد الدراسة ولا يتم فهمها جيدًا. [9] | |
| ج) | نفاثات السكاريد المتعددة |
| تطلق الخلية "نفثة" من مادة السكاريد المتعددة خلفها لتدفعها للأمام. وتترك وراءها مادة السكاريد المتعددة هذه. [10] |
أنواع الحركة
| جزء من سلسلة عن |
| حركة الميكروبات والروبوتات الدقيقة |
|---|
.png/1280px-Flagellum_from_a_gram-negative_bacterium_(unlabelled).png) |
| السباحون الصغار |
| Molecular motors |
|
الانزلاق البكتيري هو عملية حركية يمكن للبكتيريا من خلالها التحرك بقوتها الخاصة. بشكل عام، تحدث العملية حيث تتحرك البكتيريا على طول سطح في الاتجاه العام لمحورها الطويل. [11] قد يحدث الانزلاق من خلال آليات مختلفة تمامًا، اعتمادًا على نوع البكتيريا. وقد لوحظ هذا النوع من الحركة في البكتيريا المتنوعة من الناحية التطورية [12] مثل البكتيريا الزرقاء ، والبكتيريا المخاطية ، والخلايا الطفيلية ، والفلافوبكتيريا ، والميكوبلازما .
تتحرك البكتيريا استجابةً لتغير المناخ ومحتوى الماء ووجود كائنات حية أخرى وصلابة الأسطح أو الوسائط. وقد لوحظ الانزلاق في مجموعة واسعة من الشُعب، وعلى الرغم من أن الآليات قد تختلف بين البكتيريا، فمن المفهوم حاليًا أنه يحدث في بيئات ذات خصائص مشتركة، مثل الصلابة وقلة المياه، مما يمكّن البكتيريا من الاستمرار في الحركة في محيطها. تشمل هذه البيئات ذات المحتوى المنخفض من الماء الأغشية الحيوية والتربة أو فتات التربة في التربة والحصائر الميكروبية . [ 11]
غاية
يبدو أن الانزلاق، كشكل من أشكال الحركة، يسمح بالتفاعلات بين البكتيريا، والتسبب في الأمراض ، وزيادة السلوكيات الاجتماعية. قد يلعب دورًا مهمًا في تكوين الأغشية الحيوية ، وضراوة البكتيريا ، والاستشعار الكيميائي . [13]
الحركة المتزاحمة
تحدث الحركة التجمعية على الأسطح اللينة شبه الصلبة والصلبة (والتي تنطوي عادةً على حركة مجموعة بكتيرية بطريقة منسقة عبر استشعار النصاب ، باستخدام الأسواط لدفعها)، أو الحركة الارتعاشية [12] على الأسطح الصلبة (والتي تنطوي على تمديد وسحب الأهداب من النوع الرابع لسحب البكتيريا إلى الأمام). [14]
الآليات المقترحة
قد تختلف آلية الانزلاق بين الأنواع. ومن أمثلة هذه الآليات:
- تستخدم البروتينات الحركية الموجودة داخل الغشاء الداخلي للبكتيريا قناة موصلة للبروتون لنقل قوة ميكانيكية إلى سطح الخلية. [1] تتسبب حركة الخيوط الدقيقة الهيكلية الخلوية في قوة ميكانيكية تنتقل إلى مجمعات الالتصاق على الركيزة لتحريك الخلية إلى الأمام. [15] تم اكتشاف أن البروتينات الحركية والتنظيمية التي تحول الحركة داخل الخلايا إلى قوى ميكانيكية مثل قوة الجر هي فئة محفوظة من المحركات داخل الخلايا في البكتيريا التي تم تكييفها لإنتاج حركة الخلايا. [15]
- الحركة-أ ( الحركة المغامرة ) [11] [13] [16] كنوع مقترح من الحركة الانزلاقية، والتي تنطوي على معقدات التصاق مؤقتة مثبتة على الركيزة بينما يتحرك الكائن الحي إلى الأمام. [13] على سبيل المثال، في Myxococcus xanthus ، [11] [12] [13] [17] بكتيريا اجتماعية.
- إخراج أو إفراز مادة لزجة متعددة السكاريد من فوهات في كل طرف من جسم الخلية. [18]
- الآلات النانوية النشطة أو التجمعات الجزيئية الكبيرة الموجودة على جسم خلية البكتيريا. [15]
- " مجمعات الالتصاق البؤري " و"التحرك السريع" للمواد اللاصقة السطحية الموزعة على طول جسم الخلية. [13] [2]
- تستخدم الحركة الانزلاقية لفلافوباكتيريوم جونسونيا مسارًا حلزونيًا مشابهًا ظاهريًا لـ M. xanthus ، ولكن من خلال آلية مختلفة. هنا يتم دفع المادة اللاصقة SprB على طول سطح الخلية (تتحرك بشكل حلزوني من قطب إلى قطب)، مما يسحب البكتيريا على طولها أسرع بـ 25 مرة من M. xanthus . [19] تتحرك فلافوباكتيريوم جونسونيا من خلال آلية تشبه اللولب وتعمل بقوة دافعة للبروتون. [20]
انظر أيضا
مراجع
- ^ ab Nan, Beiyan (فبراير 2017). "حركة الانزلاق البكتيرية: طرح نموذج إجماع". علم الأحياء الحالي . 27 (4): R154–R156. doi : 10.1016/j.cub.2016.12.035 . PMID 28222296.
- ^ ab Nan, Beiyan; McBride, Mark J.; Chen, Jing; Zusman, David R.; Oster, George (فبراير 2014). "البكتيريا التي تنزلق بمسارات حلزونية". علم الأحياء الحالي . 24 (4): 169–174. doi :10.1016/j.cub.2013.12.034. PMC 3964879. PMID 24556443 .
- ^ سيبلي، إل. ديفيد؛ هاكانسون، سيباستيان؛ كاروثرز، فيرن ب. (1998-01-01). "الحركة الانزلاقية: آلية فعّالة لاختراق الخلايا". علم الأحياء الحالي . 8 (1): R12–R14. doi : 10.1016/S0960-9822(98)70008-9 . PMID 9427622.
- ^ سيبلي، إل دي آي (أكتوبر 2010). "كيف تنتقل طفيليات الأبيكوبلكسان إلى داخل وخارج الخلايا". الرأي الحالي في التكنولوجيا الحيوية . 21 (5): 592-8. doi :10.1016/j.copbio.2010.05.009. PMC 2947570. PMID 20580218 .
- ^ سلطان، علي أ.؛ ثاثي، فاندانا؛ فريفيرت، أوتي؛ روبسون، كاثرين جيه إتش؛ كريسانتي، أندريا؛ نوسينزويج، فيكتور؛ نوسينزويج، روث إس؛ مينارد، روبرت (1997). "TRAP ضروري للحركة الانزلاقية والقدرة على العدوى لجراثيم البلازموديوم". Cell . 90 (3): 511–522. doi : 10.1016/s0092-8674(00)80511-5 . PMID 9267031.
- ^ Strom, MS; Lory, S. (1993-10-01). "بنية ووظيفة وتكوين الشعرة من النوع الرابع". المراجعة السنوية لعلم الأحياء الدقيقة . 47 (1): 565–596. doi :10.1146/annurev.mi.47.100193.003025. ISSN 0066-4227. PMID 7903032.
- ^ ماكبرايد، مارك جيه. (2001-10-01). "حركة الانزلاق البكتيرية: آليات متعددة لحركة الخلايا على الأسطح". المراجعة السنوية لعلم الأحياء الدقيقة . 55 (1): 49-75. doi :10.1146/annurev.micro.55.1.49. ISSN 0066-4227. PMID 11544349.
- ^ Dzink-Fox, JL; Leadbetter, ER; Godchaux, W. (ديسمبر 1997). "يعمل الأسيتات كحامل بروتون ويؤثر بشكل مختلف على حركة الخرز وهجرة الخلايا للبكتيريا الانزلاقية Cytophaga johnsonae (Flavobacterium johnsoniae)". علم الأحياء الدقيقة . 143 (12): 3693–3701. doi : 10.1099/00221287-143-12-3693 . ISSN 1350-0872. PMID 9421895.
- ^ براون، تيموثي ف.؛ خوبار، مانجيت ك.؛ سافاريني، داد أ.؛ ماكبرايد، مارك ج. (سبتمبر 2005). "جينات الحركة الانزلاقية لفلافوباكتيريوم جونسونيا التي تم تحديدها من خلال الطفرات البحرية". مجلة علم الجراثيم . 187 (20): 6943-6952. doi :10.1128/JB.187.20.6943-6952.2005. ISSN 0021-9193. PMC 1251627. PMID 16199564 .
- ^ Hoiczyk, E.; Baumeister, W. (1998-10-22). "مجمع المسام الوصلي، وهو عضية إفراز بدائية النواة، هو المحرك الجزيئي الذي يقوم عليه الحركة الانزلاقية في البكتيريا الزرقاء". علم الأحياء الحالي . 8 (21): 1161–1168. doi : 10.1016/s0960-9822(07)00487-3 . ISSN 0960-9822. PMID 9799733.
- ^ abcd Spormann, Alfred M. (سبتمبر 1999). "الحركة الانزلاقية في البكتيريا: رؤى من دراسات Myxococcus xanthus". مراجعات علم الأحياء الدقيقة وعلم الأحياء الجزيئي . 63 (3): 621-641. doi :10.1128/mmbr.63.3.621-641.1999. ISSN 1092-2172. PMC 103748. PMID 10477310 .
- ^ abc McBride, M. (2001). "حركة الانزلاق البكتيرية: آليات متعددة لحركة الخلايا على الأسطح". المراجعة السنوية لعلم الأحياء الدقيقة . 55 : 49–75. doi :10.1146/annurev.micro.55.1.49. PMID 11544349.
- ^ abcde Mignot, T.; Shaevitz, J.; Hartzell, P.; Zusman, D. (2007). "دليل على أن معقدات الالتصاق البؤري تعمل على تعزيز حركة الانزلاق البكتيري". Science . 315 (5813): 853–856. Bibcode :2007Sci ... 315..853M. doi :10.1126/science.1137223. PMC 4095873. PMID 17289998.
- ^ نان، بييان؛ زوسمان، ديفيد ر. (يوليو 2016). "آليات جديدة تعزز حركة الانزلاق البكتيري". علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 101 (2): 186-193. doi :10.1111/mmi.13389. ISSN 1365-2958. PMC 5008027. PMID 27028358 .
- ^ abc Sun, Mingzhai; Wartel, Morgane; Cascales, Eric; Shaevitz, Joshua W.; Mignot, Tâm (2011-05-03). "Motor-driven intracellular transport powers bacterial gliding motility". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 108 (18): 7559–7564. doi : 10.1073/pnas.1101101108 . ISSN 0027-8424. PMC 3088616. PMID 21482768 .
- ^ Sliusarenko, O.; Zusman, DR; Oster, G. (17 أغسطس 2007). "المحركات التي تغذي الحركة A في Myxococcus xanthus موزعة على طول جسم الخلية". مجلة علم الجراثيم . 189 (21): 7920–7921. doi :10.1128/JB.00923-07. PMC 2168729. PMID 17704221 .
- ^ لوتشيانو ، جنيفر. العقربي، ريم؛ لو غال، آن فاليري؛ وارتل، مورجان. فيجنا، فرانشيسكا؛ دوكريت، أدريان. بروشييه-أرمانيه، سيلين؛ مينوت ، تام (2011/09/08). “ظهور وتطور وحدات آلية حركية جديدة في البكتيريا”. بلوس علم الوراثة . 7 (9): e1002268. دوى : 10.1371/journal.pgen.1002268 . ISSN 1553-7404. بمك 3169522 . بميد 21931562.
- ^ ميرالي، زيا (3 أبريل 2006). "البكتيريا تستخدم نفاثات المخاط للتنقل". نيو ساينتست . مؤرشف من الأصل في 1 يوليو 2009. تم الاسترجاع في 17 يناير 2010 .
- ^ نان، بييان (2015). "البكتيريا التي تنزلق بمسارات حلزونية". Curr Biol . 24 (4): R169–173. doi :10.1016/j.cub.2013.12.034. PMC 3964879. PMID 24556443 .
- ^ شريفاستافا، أبيشيك (2016). "الحركة الشبيهة باللولب للبكتيريا المنزلقة مدعومة بالحركة الحلزونية للمواد اللاصقة على سطح الخلية". مجلة بيوفيس . 111 (5): 1008-1013. رمز Bibcode :2016BpJ...111.1008S. doi :10.1016/j.bpj.2016.07.043. PMC 5018149. PMID 27602728 .
