Жылыжанушы қалыптар: бактериялармен қоректенетін, амеба тәрізді организмдер. Азық болмағанда жиналып, көпжасуды құрайды, содан кейін споралы жеміс денесі пайда болады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Слаймдық саңырауқұлақтар тобы. Диктиостелидтер (Dictyostelia/Dictyostelea, ICZN, Dictyosteliomycetes, ICBN) немесе жасушалық слаймдық саңырауқұлақтар – слаймдық саңырауқұлақтар немесе әлеуметтік амебалардың тобы.
Group of slime moulds
The dictyostelids (Dictyostelia/Dictyostelea, ICZN, Dictyosteliomycetes, ICBN) or cellular slime molds are a group of slime molds or social amoebae.
Көп жасушалы мінез-құлық
Тамақ (әдетте бактериялар) жеткілікті болғанда диктиостелидтер жеке амебалар сияқты мінез-құлық танытады, олар қалыпты түрде қоректенеді және бөлінеді. Бірақ, тамақ қоры таусылғанда, олар көпжасушалы жиынтыққа бірігіп, псевдоплазмодий, грекс немесе шырыш деп аталатын құрылымды (шырыш деп аталатын жұмсақ денелі моллюскімен шатастырмау керек) қалыптастырады. Грекстің анық алдыңғы және артқы бөліктері болады, ол жарық пен температура градиенттеріне сезімтал және қозғалу қабілетіне ие. Тиісті жағдайларда грекс пісіп, сорокарп (жеміс денесі) құрайды, оның сабағы бір немесе бірнеше сорилерді (споралардың доптарын) ұстайды. Бұл споралар – белсенді емес жасушалар, олар тұрақты жасуша қабырғаларымен қорғалған және тамақ болғанда жаңа амебаларға айналады. Ацитостелиумда сорокарп целлюлозадан тұратын сабақпен демеліп тұрады, ал басқа диктиостелидтерде сабақ жасушалардан тұрады, кейде бастапқы амебалардың көп бөлігін құрайды. Көптеген ерекшеліктерді қоспағанда, бұл жасушалар сабақ пайда болған кезде өледі және грекс пен жеміс дененің бөліктері арасында анық сәйкестік бар. Амебалардың жиналуы көбінесе ағын тәрізді болады. Амебалар филозды псевдоподтар арқылы қозғалады және басқа амебалар шығаратын химиялық заттарға тартылады. Dictyostelium discoideum-да жиналуға cAMP сигнал береді, бірақ басқа түрлер басқа химиялық заттарды қолданады. Dictyostelium purpureum түрінде топтасу тек жақындыққа ғана емес, туыстық байланысқа негізделген.
When food (normally bacteria) is readily available dictyostelids behave as individual amoebae, which feed and divide normally. However, when the food supply is exhausted, they aggregate to form a multicellular assembly, called a pseudoplasmodium, grex, or slug (not to be confused with the gastropod mollusc called a slug). The grex has a definite anterior and posterior, responds to light and temperature gradients, and has the ability to migrate. Under the correct circumstances the grex matures forming a sorocarp (fruiting body) with a stalk supporting one or more sori (balls of spores). These spores are inactive cells protected by resistant cell walls, and become new amoebae once food is available. In Acytostelium, the sorocarp is supported by a stalk composed of cellulose, but in other dictyostelids the stalk is composed of cells, sometimes taking up the majority of the original amoebae. With a few exceptions, these cells die during stalk formation, and there is a definite correspondence between parts of the grex and parts of the fruiting body. Aggregation of amoebae generally takes place in converging streams. The amoebae move using filose pseudopods, and are attracted to chemicals produced by other amoebae. In Dictyostelium discoideum, aggregation is signalled by cAMP, but others use different chemicals. In the species Dictyostelium purpureum, the grouping is by kinship, not just by proximity.
Үлгі организм ретінде пайдалану
Диктиостелий молекулалық биология және генетикада үлгілік организм ретінде пайдаланылады, сондай-ақ жасуша байланысы, дифференциация және бағдарламаланған жасуша өлімі мысалы ретінде зерттеледі. Бұл ынтымақтастық пен алдаудың эволюциясының қызықты мысалы болып табылады. D. discoideum туралы көптеген зерттеу деректері DictyBase сайтында онлайн қолжетімді.
Dictyostelium has been used as a model organism in molecular biology and genetics, and is studied as an example of cell communication, differentiation, and programmed cell death. It is also an interesting example of the evolution of cooperation and cheating. A large body of research data concerning D. discoideum is available on line at DictyBase.
Геном
Dictyostelium discoideum тұтас геномды 2005 жылы генетик Людвиг Эйхингер және оның әріптестері Nature журналында жариялады. Гаплоидты геном 6 хромосомада шамамен 12 500 генді қамтиды. Салыстыру үшін, диплоидты адам геномы 23 хромосомалық жұптарда 20 000 – 25 000 геннен (екі рет қайталанып) тұрады. Аденозин және тимидин нуклеотидтерінің жоғары құрамы (~77%) үшінші позицияда аденозин мен тимидинге қалауды тудырады. Диктиостелиумда тринуклеотидтердің тандемдік қайталануы жиі кездеседі, ал адамдарда осыған байланысты тринуклеотидтік қайталану синдромдары пайда болады.
The entire genome of Dictyostelium discoideum was published in Nature in 2005 by geneticist Ludwig Eichinger and coworkers. The haploid genome contains approximately 12,500 genes on 6 chromosomes. For comparison, the diploid human genome has 20,000 25,000 genes (represented twice) on 23 chromosome pairs. There is a high level of the nucleotides adenosine and thymidine (~77%) leading to a codon usage that favors more adenosines and thymidines in the third position. Tandem repeats of trinucleotides are abundant in Dictyostelium, which in humans cause Trinucleotide repeat disorders.
Жыныстық көбею
Жыныстық даму амебоидты жасушалар бактериялық қоректің жетіспеуіне және қараңғы, ылғалды жағдайларға тап болғанда жүзеге асуы мүмкін. Диктостелийдің гетеротальды және гомотальды штамдары жұптаса алады. Гетеротальды жыныстық даму D. discoideum-да ең көп зерттелген, ал гомотальды жыныстық даму D. mucoroides-та жақсы зерттелген. Гетеротальды жұптасу екі қарама-қарсы жұптасу типіндегі штамдардың гаплоидты жасушаларының (гаметалардың) қосылуымен басталады. Бұл екі жұптасу типін де өрнектеуге қабілетті гомотальды штамдардан өзгеше. Жұптасу гаметогенезбен басталады, ол кішкентай, жылдам гаметаларды өндіреді, олар бірігіп кішкентай екі ядролы жасушаны құрайды. Екі ядролы жасушаның көлемі артып, алып екі ядролы жасушаға айналады. Өсу кезінде ядролар ісіп, бірігіп, нағыз диплоидты зигота алып жасушасын құрайды. Осы процестер жүріп жатқанда, амебалар cAMP-мен шақырылып, алып жасуша бетіне қарай химиотаксис жасайды. Бұл жасушалық жиынтықты құрайды, ал жиынтықтың ортасында зигота алып жасуша қоршаған амебаларды жұтады. Фагоцитоз жұтылған амебаның қорытылуымен жалғасады. Содан кейін зигота макроцист құрайды, оны сыртқы жағынан целлюлоза қабықшасы қоршайды. Макроцист пайда болғаннан кейін, көбінесе тұқымдану алдында белгілі бір кезеңге тоқталады. Макроцист ішінде диплоидты зигота мейозға түсіп, содан кейін митоздық бөліністерге ұшырайды. Макроцист шыққанда көптеген гаплоидты амебоидты жасушалар босатылады.
Sexual development can occur when amoeboid cells are starved for their bacterial food supply and dark humid conditions are present. Both heterothallic and homothallic strains of Dictostelium can undergo mating. Heterothallic sexual development has been most extensively studied in D. discoideum, and homothallic sexual development has been most well studied in D. mucoroides. Heterothallic matings are initiated by fusion of haploid cells (gametes) from two strains of opposite mating type. This contrasts with homothallic strains that appear to express both mating types. Mating is initiated by gametogenesis that produces small, motile gametes that fuse to form a small binucleate cell. The volume of the binucleate cell then increases to produce a giant binuclear cell. As growth proceeds, the nuclei swell, and then fuse forming a true diploid zygote giant cell. As this is occurring, amoebae have been undergoing cAMP induced chemotaxis towards the giant cell surface. This forms a cellular aggregate and at the center of the aggregate the zygote giant cell ingests the surrounding amoebae. Phagocytosis is followed by digestion of the ingested amoebae. Next the zygote forms a macrocyst characterized by a surrounding extracellular cellulose sheath. After the macrocyst is formed it ordinarily remains dormant for a period before germination can occur. Within the macrocyst the diploid zygote undergoes meiosis followed by successive mitotic divisions. When the macrocyst germinates it releases many haploid amoeboid cells.
Классификация тарихы
Dictyostelium филогенезиясы ағашы соңғы онжылдықтарда бірнеше өзгеріске ұшырады. Алғашқы диктиостелидті 1869 жылы Оскер Брефелд Dictyostelium mucoroides деп сипаттады, ал Dictyostelium discoideum-ның бастапқы ашылуы 1935 жылы болды, одан кейін Кеннет Рапердің жаңа ашылулары, сосын Джеймс Кавендер және оның әріптестері бастаған жаһандық ізденістер жалғасты. Dictyostelium discoideum бастапқыда «төменгі саңырауқұлақтар» тобына жатқызылған, бірақ кейін жіктелу Амебозоалар типіне ауыстырылды, және қазір де сонда сақталып тұр.
The Dictyostelium phylogeny tree has undergone multiple changes in the past decades. The first dictyostelid to be described was Dictyostelium mucoroides in 1869 by Osker Brefeld, and the original discovery of Dictyostelium discoideum occurred in 1935, with further discoveries from Kenneth Raper, followed by global efforts led by James Cavender and collaborators. Dictyostelium discoideum was initially classified under ‘lower fungi,’ but the classification has since shifted the classification to under the Amoebozoa phylum where it is currently.
Эволюция
Қалдықтардың калибрлеуі диктиостелидтер класының шамамен 0,52 миллиард жыл бұрын екі негізгі тармаққа бөлінгенін көрсетеді. Қазіргі теориялар диктиостелидтердің сабақтары мен спораларының пайда болуы бастапқыда жаһандық мұздық құрылымдарға бейімделу ретінде қалыптасқан деп болжайды. Диктиостелидтер түрлерінің одан әрі бөлінуі, көптеген мұздық құрылымдар еріген кезде болған болуы мүмкін. 1, 2 және 3-топтардағы көптеген түрлер төмен температураны бастан кешіруге мүмкіндік беретін инцистамент қабілетін көрсетеді, бірақ споралар төмен температураға төзімділікте артықшылыққа ие. 4-топ басқа негізгі топтардан энцистамент қабілетінің жоқтығымен ерекшеленеді, бірақ оның споралары басқа топтардың спораларымен салыстырғанда төмен температураға жақсырақ төзімділік көрсетеді. Диктиостелидтердің ішкі филогенезі кладограммада көрсетілген.
Fossil calibrations indicate that dictyostelids class originally diverged into two major branches approximately 0.52 billion years ago. Current theories speculate that dictyostelid stalk and spore formation originally evolved as an adaption to global glacial formations. Further subdivision of dictyostelids species likely arose as most glacial formations melted. Most species in major groups 1, 2, and 3 display an encystment ability that allows individuals to survive low temperatures, but spores have shown an increased ability in resisting lower temperatures. Group 4 differs from other major groups in a general lacking ability to encyst, but its spores have shown better resistances against lower temperatures relative to spores from other groups. The internal phylogeny of the Dictyostelids is shown in the cladogram.
Легионелланың үлгілік қожайын организмі
Диктиостелий макрофагтармен, Легионелланың адам иесімен көптеген молекулалық ерекшеліктерді бөліседі. D. discoideum цитоскелетінің құрамы сүтқоректілер жасушаларына ұқсас, осы компоненттермен иеленетін процестер де сондай – фагоцитоз, мембраналық тасымалдау, эндоциттік транзит және көпіршіктерді сұрыптау. Лейкоциттер сияқты, D. discoideum-да хемотаксистік қабілет бар. Осыдан D. discoideum Легионелла инфекциясы кезінде ие жасуша факторларының әсерін анықтауға арналған тиімді модельдік жүйе болып табылады.
Dictyostelium shares many molecular features with macrophages, the human host of Legionella. The cytoskeletal composition of D. discoideum is similar to that of mammalian cells as are the processes driven by these components, such as phagocytosis, membrane trafficking, endocytic transit and vesicle sorting. Like leukocytes, D. discoideum possess chemotactic capacity. Hence, D. discoideum represents a suitable model system to ascertain the influence of a variety of host cell factors during Legionella infections.