Definizione: Cosa sono gli pseudopodi?
Conosciuto anche come pseudopodi (sostantivo singolare: pseudopodium), pseudopodi sono estensioni temporanee del citoplasma (indicato anche come falsi piedi) utilizzati per la locomozione e la sensazione. Possono essere trovati in tutti i sarcodini e in un certo numero di protozoi flagellati che esistono come parassiti o come organismi viventi liberi.,
Negli animali superiori, gli pseudopodi possono essere osservati in un numero di leucociti (cellule fagocitiche) che usano la struttura per intrappolare e distruggere i microbi invasori. A seconda del tipo di cellula, ci sono quattro tipi principali che non solo variano nell’aspetto (e nella morfologia generale), ma hanno anche funzioni diverse.
Ad esempio, in alcuni organismi, gli pseudopodi contengono microtubuli che contribuiscono in modo significativo al movimento cellulare.,86c1c”>
There are four types of pseudopods that include:
- Lobopodia
- Axopodia
- Filopodia
- Reticulopodia/Rhizopoda
Types of Pseudopodia
Filopodia are slender actin-based structures that serve sensory and locomotory functions., Come altri pseudopodi, i filopodi sono sporgenze cellulari e quindi si estendono dalla superficie cellulare. Tuttavia, rispetto agli pseudopodi trovati negli organismi unicellulari, i filopodi si trovano principalmente in alcune cellule di organismi multicellulari dove si estendono nella matrice extracellulare e sono coinvolti nella segnalazione.
* Alcuni organismi unicellulari come i membri del genere Dictyostelium usano il filopodia per l’alimentazione.,
Filopodia Formazione
La formazione di filopodia inizia con la nucleazione dei filamenti di actina sotto l’influenza di nucleatori (un gruppo di proteine). Sebbene siano stati proposti due modelli per spiegare l’iniziazione di filopodia (induzione), il processo sembra essere innescato dal legame della GTPasi Cdc42 con un regolatore essenziale noto come N-WASP.,
Ciò si traduce nell’attivazione di N-WASP che a sua volta si lega a Profilin e Arp2 / 3 per formare un complesso che nucleizza la formazione di un nuovo pseudopode.
Sebbene siano stati proposti due modelli di iniziazione di filopodi , questi sono il modello di allungamento convergente e il modello di nucleazione della punta, ulteriori studi hanno dimostrato che non si escludono a vicenda.,
Secondo questi studi, i due modelli possono effettivamente coesistere in particolare se si considera la natura diversa e variabile di queste strutture.
Per quanto riguarda la struttura, filopodi sono sottili, sporgenze cilindriche che variano tra 100 e 200nm di diametro e 10um di lunghezza. Tuttavia, alcuni dei filopodi sulla superficie cellulare sono estremamente brevi appena sporgenti dalla superficie cellulare. Questi filopodi sono conosciuti come microspikes.,
I filamenti di actina (da 10 a 30) costituiscono il nucleo centrale della struttura. Qui, i filamenti sono strettamente imballati insieme in modo parallelo per formare l’albero dello pseudopode.
All’interno dei filopodi, i filamenti si sovrappongono e sono allineati in polarità uniforme; dove l’estremità spinata del filamento è orientata verso la punta filopodiale della struttura. Il vento spinato nel complesso di punta che consiste di proteine e filamenti che legano l’actina., Nella regione di base dello pseudopode, i filamenti corrono nel web di actina situato sotto la membrana cellulare.
Mentre l’aggiunta di monomeri di actina ai filamenti di actina si verifica sulla punta della struttura mentre si estende in lunghezza, i filamenti hanno dimostrato di scorrere continuamente all’indietro verso la base attraverso un flusso retrogrado che dipende dalla miosina. È il tasso tra questo flusso e l’aggiunta di monomeri nella parte superiore che influenza il tasso complessivo di crescita.,
Sulla base di studi di tomografia elettronica, i risultati hanno dimostrato che questa crescita è ad una velocità di circa 0,2 um / s (che può aumentare a circa 25um al minuto) prima che la struttura raggiunga la lunghezza critica. A questo punto, filopodia produrrà nuove strutture di actina o inizierà a ritrarsi.
Avendo raggiunto la lunghezza critica, alcuni filopodi hanno dimostrato di legarsi e fondersi con la membrana plasmatica producendo fasci di actina.
* I filopodi sono abbastanza flessibili da ondeggiare nella matrice extracellulare., Tuttavia, sono anche sufficientemente forti che consente di mantenere l’integrità strutturale anche quando la struttura si estende a oltre 30um di lunghezza.,
Alcuni dei più comuni tipi di filopodia includono:
· Cytonemes Trovato nelle ali delle specie di Drosophila, questo tipo di filopodia può crescere oltre i 800um in cui essi sono coinvolti in una cella per la comunicazione cellulare
· Myopodia – Un tipo di filopodia, che possono essere presenti sulla superficie cellulare delle cellule muscolari, dove si mescolano con altri tipi di filopodia.,
Funzioni
Negli organismi multicellulari, i filopodi svolgono una serie di funzioni fisiologiche tra cui la guarigione delle ferite, la segnalazione cellulare e lo sviluppo cellulare. Dato che i filopodi si estendono nella matrice extracellulare, sono in grado di percepire le sostanze chimiche nel loro ambiente circostante, il che a sua volta consente alla cellula di rispondere in modo appropriato.,
Qui, i recettori all’interno dei filopodi ricevono informazioni chimiche nella matrice extracellulare che vengono poi trasmesse verso il basso alla cellula (attraverso una via di segnalazione).
Nella matrice extracellulare, filopodia può identificare obiettivi necessari per l’adesione che consente la generazione di segnali di guida e di forze di trazione che alla fine contribuiscono al movimento della cellula. Attraverso questo processo, le cellule sono in grado di attività come la ricerca del percorso assonale e l’adesione alle cellule epiteliali che contribuiscono alla migrazione cellulare.,
* I filopodi contribuiscono anche allo zippering di adesione, un processo in cui partecipano all’allineamento e all’adesione delle cellule che riduce il divario tra le cellule.
Axopodia
Come filopodia, axopodia sono lunghe e sottili sporgenze dalle cellule. Tuttavia, sono più rigidi (e quindi appaiono aghiformi) rispetto ai filopodi che tendono ad essere più flessibili in natura. Possono essere trovati sulla superficie cellulare di vari organismi (ad es., membri del phylum Antinopoda) dove sono coinvolti nell’alimentazione e nella locomozione.
In questi organismi, axopodium (Sin. axopodium) provengono da axoplasts (una cavità legata alla membrana vicino al nucleo che consiste di materiale microfibrillare e granulo). Qui, le microfibrille si organizzano per costruire le pareti dei microtubuli che poi formano file parallele che sono unite da collegamenti.,
Sulla base di studi microscopici, questi microtubuli hanno dimostrato di formare doppie bobine ad incastro (con circa 500 tubuli che producono circa 5 giri della bobina).
I microtubuli costituiscono il nucleo dell’assonema (che è la parte centrale dell’axopodia) corrono lungo l’intera lunghezza della struttura. Oltre ai microtubuli, la struttura è anche composta da citoplasma che trasporta tali organelli come i mitocondri da e verso il citosoma.,
* In una cellula, gli axopodi emergono dagli axoplasti attraverso i pori situati sulla parete della capsula. A seconda dell’organismo, questi pori variano in dimensioni e numeri. Mentre le policistine hanno dimostrato di contenere molti di questi pori, i feodariani contengono circa tre di questi pori.
È stato dimostrato che l’accorciamento di axopodia si verifica durante l’alimentazione. Ad esempio, dopo aver catturato il cibo, è stato dimostrato che la rapida contrazione si verifica a causa della rottura dei microtubuli., Dopo la contrazione, gli axopodi iniziano quindi ad allungarsi alla velocità normale fino a raggiungere la lunghezza normale.,br>
· Axopodia microtubules have a diameter of about 220 A
· Axopodia are also lost during cell division
· Have a sticky surface which is attributed to the presence of extrusomes
Functions
For such organisms as members of the class Actinopoda, axopodia play an important role in feeding., Come già accennato, gli axopodi hanno una sostanza appiccicosa sulla loro superficie prodotta dalle mucocisti. Inoltre, possiedono anche cinetocisti che espellono strutture filiformi che intrappolano efficacemente la loro preda.
Utilizzando questi extrusomi, questi organismi sono in grado di intrappolare materiale alimentare (o preda) che vengono poi trasportati al corpo cellulare attraverso il flusso citoplasmatico. Mentre le prede più piccole possono essere intrappolate e catturate da un singolo axopodiaum, quelle più grandi sono impigliate in diversi axopodi., In alcuni casi, diversi individui hanno dimostrato di partecipare alla cattura di prede più grandi.
Supporto e locomozione
Oltre all’alimentazione, gli axopodi hanno anche dimostrato di aiutare a mantenere i protisti in posizione in acqua e persino a contribuire alla locomozione. Ad esempio, attraverso un cambiamento controllato della lunghezza degli axopodi, un certo numero di eliozoi è stato dimostrato efficacemente trasversale negli ambienti acquatici., Questo, in altri organismi, si ottiene attraverso l’espansione e la contrazione dei vacuoli ectoplasmatici situati tra gli axopodi.
Qui, l’organismo è in grado di rimanere in posizione o controllare la direzione in cui cercano di muoversi. Durante la divisione cellulare, sia l’axopodia che l’ectoplasma si perdono causando l’affondamento dell’organismo sul fondo.,
Some of the other notable functions of axopodia include:
- Transporting silica obtained from some prey
- Transport of vacuoles
Reticulopodium
Also referred to as rhizopodia (or extrathalamous cytoplasm) in some books, reticulopodia are thread-like pseudopodia that branch and fuse to form a network that is extremely dynamic., Come è il caso con axopodia, reticolopodia sono anche composti da tubuli e il citoplasma.
Possono essere trovati in un certo numero di organismi tra cui Endomyxa amebe e alcuni foraminiferi (un antico gruppo di protisti). In questi organismi, i reticolopodi sono coinvolti nell’alimentazione e nella locomozione.
Come gli axopodi, anche i reticolopodi sono composti da microtubuli e citoplasma. Qui, i microtubuli che compongono gli pseudopodi sono costituiti da un tipo unico di tubulina noto come beta-tubulina di tipo 2., Questa tubulina forma filamenti elicoidali (HFs) che è la base per il microtubulo trovato in foraminiferan reticolopodi.
Nei foraminiferi e in altri organismi, i retuculopodi estrudono attraverso uno o più pori (aperture aperte). Inizialmente, questi pseudopodi possono essere sottili e appuntiti (simili a filopodi nell’aspetto).
All’aumentare della quantità di citoplasma nella struttura, il tronco pseudopodiale, noto come peduncolo, diventa più spesso e si ramifica per formare nuovi pseudopodi., Mentre questi pseudopodi crescono e si anastomizzano (si collegano insieme), formano una rete che assomiglia a thread simili al web.,n l’organismo, reticulopodia può estendere a pochi centimetri dal corpo cellulare dell’organismo.
· rapido, in Grado di estendere e ritrarre a un tasso di circa 20um/s
· In assenza del citoscheletro microtubuli che forniscono un supporto strutturale, reticulopodia trasformare in una serie di goccioline attraverso un processo noto come perline risposta
· Entro il pseudopodi, il trasporto di particelle è bidirezionale., Questo significa che il citoplasma flussi lungo le lunghezze di pseudopodi e dal corpo cellulare
Funzioni
Come axopodia, reticulopodia giocare un ruolo importante nell’alimentazione e il movimento. Tuttavia, la loro funzione primaria è nella raccolta e nell’alimentazione del cibo. Durante l’alimentazione, l’organismo diffonde gli pseudopodi (che sembrano una rete irregolare) che setacciano le loro superfici immediate e raccolgono il materiale alimentare disponibile da ingerire.,
La preda può includere organismi unicellulari come batteri che sono intrappolati nel web e portati nei vacuoli alimentari per la digestione. Oltre all’alimentazione, i reticolopodi sono utilizzati anche per la locomozione. Tuttavia, questa non è la loro funzione primaria.
Lobopodia
Il lopodium è il tipo più comune che si trova in organismi come l’Ameba proteus. I lobopodi sono caratterizzati da pseudopodi tubolari simili a dita costituiti da ecto ed endoplasma., Tuttavia, hanno anche dimostrato di contenere actina e miosina (microfilamenti) che contribuiscono al movimento generale.
A differenza degli altri pseudopodi, i microtubuli nei lobopodi sono poco sviluppati. In molte amebe, i lobopodi sono principalmente coinvolti nella locomozione.
Formazione e locomozione
In tali organismi, la formazione di lobopodi è influenzata da segnali chimici nel loro ambiente., In presenza di una sostanza alimentare, i segnali chimici influenzano la direzione in cui si muove l’ameba. Qui, le molecole (dal materiale alimentare) si legano ai recettori situati sulla membrana cellulare dell’organismo che stimola la formazione di filamenti attraverso l’aggregazione di actina globulare.
Con l’aggiunta di actina globulare, la struttura (filamento) continua ad allungarsi che a sua volta provoca una protrusione della membrana (questa azione provoca la formazione di pseudopodi). I lobopodi sporgenti sono pieni di citoplasma mentre si estende., Nel caso in cui le molecole scompaiano, l’actina globulare disaggrega il che impedisce agli pseudopodi di allungarsi ulteriormente.
Se le molecole persistono, la miosina, che agisce come proteine motorie, interagisce con l’actina per spingere il corpo cellulare nella direzione dello pseudopode.
* L’attività della miosina (come motori) richiede energia (ATP).
* È stato anche dimostrato che la viscosità del citoplasma cambia man mano che scorre dentro e fuori dagli pseudopodi.,
Durante l’alimentazione, i lobopodi circondano anche il materiale alimentare e li inghiottono all’interno di una vescicola in cui vengono agiti da vari enzimi. I prodotti di scarto vengono quindi espulsi attraverso vacuoli che si aprono all’ambiente.,
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