Введение
Химотропизм определяется как рост организмов, направляемый химическим стимулом извне организма. Он наблюдается у бактерий, растений и грибов. Химический градиент может оказывать влияние на рост организма как в положительном, так и в отрицательном направлении. Положительный рост характеризуется ростом в направлении стимула, а отрицательный – ростом от стимула. Химотропизм несколько отличается от химиотаксиса, основное различие заключается в том, что химотропизм связан с ростом, в то время как химиотаксис – с локомоцией. Химиотропный процесс может иметь лежащий в основе химиотаксический компонент, как это происходит, например, у дрожжей при спаривании. В отличие от животных, растения не способны к перемещению и, следовательно, нуждаются в механизме доставки для полового размножения. Пыльца, содержащая мужской гаметофит, переносится на другое растение посредством насекомых или ветра. Если пыльца совместима, она прорастает и начинает расти. В ответ трубка развивает четко выраженную зону роста кончика, которая стимулирует направленный рост и удлинение пыльцевой трубки благодаря градиенту кальция. Удлинение пыльцевой трубки происходит со скоростью, сопоставимой со скоростью развития нейритов.
Chemotropism is defined as the growth of organisms navigated by chemical stimulus from outside of the organism. It has been observed in bacteria, plants and fungi. A chemical gradient can influence the growth of the organism in a positive or negative way. Positive growth is characterized by growing towards a stimulus and negative growth is growing away from the stimulus. Chemotropism is slightly different from Chemotaxis, the major difference being that chemotropism is related to growth, while chemotaxis is related to locomotion. A chemotropic process may have an underlying chemotactic component, as is the case with mating yeast. Unlike animals, plants cannot move, and therefore need a delivery mechanism for sexual reproduction. Pollen, which contains the male gametophyte is transferred to another plant via insects or wind. If the pollen is compatible it will germinate and begin to grow. In response the tube develops a defined tip growth area that promotes directional growth and elongation of the pollen tube due to a calcium gradient. The pollen tube elongates at a rate comparable to neurite development
An example of positive and negative chemotropism is shown by a plant's roots; the roots grow towards useful minerals displaying positive chemotropism, and grow away from harmful acids displaying negative chemotropism.
Примером положительного и отрицательного химотропизма служат корни растений: они растут в направлении полезных минеральных веществ, проявляя положительный химотропизм, и растут от вредных кислот, проявляя отрицательный химотропизм.
Chemotropism is defined as the growth of organisms navigated by chemical stimulus from outside of the organism. It has been observed in bacteria, plants and fungi. A chemical gradient can influence the growth of the organism in a positive or negative way. Positive growth is characterized by growing towards a stimulus and negative growth is growing away from the stimulus. Chemotropism is slightly different from Chemotaxis, the major difference being that chemotropism is related to growth, while chemotaxis is related to locomotion. A chemotropic process may have an underlying chemotactic component, as is the case with mating yeast. Unlike animals, plants cannot move, and therefore need a delivery mechanism for sexual reproduction. Pollen, which contains the male gametophyte is transferred to another plant via insects or wind. If the pollen is compatible it will germinate and begin to grow. In response the tube develops a defined tip growth area that promotes directional growth and elongation of the pollen tube due to a calcium gradient. The pollen tube elongates at a rate comparable to neurite development
An example of positive and negative chemotropism is shown by a plant's roots; the roots grow towards useful minerals displaying positive chemotropism, and grow away from harmful acids displaying negative chemotropism.
Химотропизм у животных
В более сложных организмах примером химиотропного движения является рост отдельных аксонов нейронных клеток в ответ на внеклеточные сигналы. Выделяемые белки могут как отталкивать, так и привлекать определенные нейроны. Некоторые сигнальные белки, такие как нетрины, семафорины, нейротрофины и факторы роста фибробластов, были идентифицированы как факторы, способствующие росту нейронов. Ростовые конусы нейронов направляются градиентами хемоаттрактантов, высвобождаемых из их промежуточных или конечных целей. Имеются данные о том, что аксоны периферических нейронов направляются посредством химиотропизма, а направленный рост некоторых центральных аксонов также является химиотропным ответом. Остается выяснить, действует ли химиотропизм и в центральной нервной системе. Также имеются свидетельства его роли в регенерации нейронов, где химиотропные вещества направляют ганглионарные нейриты к дегенерированному отрезку нейрона.
Химотропизм у грибов
О химиотропизме грибов впервые сообщил Антон де Бари более 100 лет назад. Одним из примеров грибов, использующих химиотропизм, являются дрожжи. Дрожжи выделяют химические феромоны для привлечения партнеров для спаривания. Каждая гаплоидная клетка дрожжей экспрессирует специфические гаплоидные гены: гаплоидные α-клетки экспрессируют α-гены, а гаплоидные a-клетки – гены a. Каждый тип клеток выделяет уникальный феромон: фактор a или α. Выделяя эти факторы, формируется химический градиент, который привлекает клетки другого типа дрожжей во время спаривания. Для восприятия этого градиента дрожжам необходимы соответствующие рецепторы, связывающие фактор a или α: Ste3 и Ste2, соответственно. Рецепторы, обнаруживающие феромоны, представляют собой семитрансмембранные G-белок-связанные рецепторы (GPCR).