دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
کی. جِی. بویس، اِی. آندریانوپولوس
1- مقدمه – انواع سلول ها و شکل سلول ها: آرایه متنوعی از شکل
قارچ ها شکل های سلولی متنوعی را ایجاد میکنند تا در یک محیط جدید ساکن شوند و خود را با آن انطباق دهند. متداول ترین شکل های سلولی مورد استفاده، سلول های مخمر کروی، بیضی شکل یا استوانه ای یا زنجیره ای از سلول های استوانه ای قطبیده هستند که نخینه ها یا شبه-نخینه ها را تشکیل میدهند (شکل 1.1). این شکل های معمول سلول ها معمولاً شامل انواع بسیاری از سلول ها هستند، که ممکن است از لحاظ شکل انتهایی از هم متمایز گردند، و یا از لحاظ فیزیولوژی با هم متفاوت باشند. بعضی از قارچ ها بصورت گیاهی در دو یا چند شکل مختلف رشد میکنند و دو ریختی نام دارند. قارچ ها همچنین قابلیت تولید انواع سلول های خاص مختلف را با شکل های سلولی خاص در حین فرآیند های توسعه مانند تولید مثل جنسی و غیرجنسی، و بیماریزایی برای همزیستی نفوذ در میزبان یا همراهی با میزبان دارند. در این فصل تلاش میکنیم که معمول ترین انواع سلول های قارچی را پوشش دهیم و بر تحقیقات جاری در مؤلفه های ملکولی تأکید کنیم که بر نوع سلول و شکل آن از طریق کنترل قطبش سلطه دارند.
2- قطبیت
ایجاد و حفظ قطبیت در مرکزیت تولید انواع مختلفی از شکل های سلول قرار دارد که در ارگانیسم ها یافت می شود و بر مبنای توانایی مشخص کردن مناطق خاصی از سلول توسط تعیین موقعیت پروتئین است و منجر به عملکردها و شکل های سلولی مجزایی می گردد. این مناطق مشخص شده برای بسیاری از فرآیند های سلولی بکار می روند که مستلزم توزیع نامتقارن مؤلفه های سلولی مانند گیرنده ها و انتقال دهنده ها، و یا در ایجاد قطبیت رشد توسط متوجه ساختن رشد به مناطق خاصی از سلول هستند. کنترل قطبش در حین رشد برای حفظ شکل سلول در حین رشد گیاهی و تقسیم سلولی، و همچنین تغییر شکل سلول مورد نیاز است که برای متمایزسازی انواع مختلف سلول ها در حین توسعه ضروری است. توانایی سلول ها برای قطبش سازی رشد نیز برای واکنش های شکلی سریع نسبت به محیط ضروری است.کنترل قطبش مستقیماً به ساختار سیتوپلاسم و دینامیک آن وابسته است.
شکل 1 – انواع سلول در قارچ ها: A- شکل های مبنای سلول های قراچی همراه با دو نوع رشد اصلی (سلو های مخمر و سلول های نخینه). B- نمایش نموداری بعضی از انواع سلول که با استفاده از شکل های قارچی مبنا ایجاد می گردند.
A- ساختار سیتوپلاسم
ساختار سیتوپلاسم از سه نوع رشته پروتئین تشکیل شده است (اندام لوله ای ریز، رشته های ریز، رشته های میانی). این رشته ها ساختار و سازمان سیتوپلاسم را ایجاد میکنند و به سلول شکل میدهند. تصور می شود که رشته های میانی – که به نظر می رسد یوکاریوت های خاص بالاتری باشند و مدارک قوی در قارچ ها برای آنها وجود ندارد – پشتیبانی مکانیکی داخلی برای سلول ها ایجاد میکنند درحالیکه اندام های لوله ای ریز برای انتقال بین قسمت های میان سلولی در حین تشکیل محور میتوز و در حین جنبندگی سلول مورد نیاز هستند. رشته های ریز نیز برای انتقال مؤلفه های میان سلولی ضروری هستند اما با حرکت بر مبنای اندام های لوله ای ریز تفاوت دارند که اغلب در مسافت های طولانی است. جزئیات نقش های خاص رشته های میانی و اندام های لوله ای ریز خارج از حیطه این فصل است. رشته های ریز از بسپارهای اکتین تشکیل شده اند و هنگامی که با پروتئین های متقابل همراه هستند، ساختار سیتوپلاسم اکتین را تشکیل میدهند. ساختار سیتوپلاسم اکتین برای عملکردهای سلولی مختلفی (از جمله رشد قطبیده) مورد نیاز است. در پستانداران و بسیاری از ارگانیسم های دیگر، اکتین برای جنبندگی سلول، تغییرات در شکل سلول، انقباض ماهیچه، یاخته جنبی، روابط متقابل زیرلایه سلول، درون یاختگی و ترواش مورد نیاز است.
شکل 1.2 – قطبش و انواع سلول های قارچی
همچنین در ، ساختار سیتوپلاسم اکتین برای دامنه ای از فرآیند های سلولی (از جمله تشکیل جوانه، حرکت کیسه ها، تعیین موقعیت کیتین، یاخته جنبی، درون یاختگی، حرکت اندامک و تغییرات شکل در واکنش به محرک های محیطی) مورد نیاز است.
سلول ها به ساختار سیتوپلاسم اکتین برای تنظیم یا رشد قطبیده آغازین در حین توسعه متکی هستند، و سلول ها باید قادر باشند که ساختار سیتوپلاسم اکتین را نسبت به محل رشد نزدیک قطبیده کنند. البته ساختار سیتوپلاسم اکتین بر روی فرآیند های سلولی مختلفی تأثیر می گذارد، و سازمان آن باید خیلی منظم باشد. اینکار توسط تنظیم تشکیل هسته اکتین و پلیمریزاسیون و تنظیم محل های سلولی انجام می شود که تشکیل هسته و پلیمریزاسیون در آنجا رخ میدهد. اکتین به شکل منومری یا به شکل بسپاری وجود دارد. منومر های اکتین ATP را ترکیب و تجزیه میکنند تا با بسپار ترکیب گردد. مرحله محدود سازی رتبه در پلیمریزاسیون اکتین، همان تشکیل هسته و جمع آوری منومر های جدید برای تشکیل رشته است. این را میتوان توسط پروتئین های داربستی در غشاء سلول افزایش داد.
B- ایزوتوپی برای رشد قطبیده
1- ایجاد رشد قطبیده در مخمر در حال رشد
مکانیزم هایی که توسعه رشد قطبیده را تنظیم می کنند و در سلول های قارچی از رشد ایزوتوپی به رشد قطبیده تغییر پیدا میکنند، در به بهترین شکل توصیف شده است. در حین دوره سلول میتوزی، توسط فرآیندی با نام جوانه زنی تقسیم بندی می شود. این فرآیند نیازمند انتخاب یک محل جوانه زنی غیر تصادفی، ترتیب بندی مجدد پروتئین ها در این محل، و ترتیب بندی مجدد ساختار سیتوپلاسم اکتین است. جوانه پدیدار می شود و رشد آن مستقیماً به جوانه در حال رشد بستگی دارد. پس از توسعه جوانه، یاخته جنبی، تشکیل دیواره، و جداسازی سلول را داریم.
2- انتخاب محل جوانه
در حین آغاز جوانه زنی در ، محل پدیداری جوانه توسط موقعیت نشانه های غشایی و تقویت حدود-GTP، GTPase شبیه به Ras، و Rsrlp انتخاب می گردد.
شکل 1.3 – جوانه زنی میتوزی در S. cerevisiae
عامل تبادل گوانین Cdc24pبرای Cdc24pGTPase نوع Rho با GTPaseRsrpl و پروتئین Bemlp واقع در محل جوانه زنی نخستین همراه است. Cdc24p محدود و Bemlp با Cdc24p محدود-GDP روابط متقابل دارد، که محدود به ساکن تفکیک گوانین برای Cdc24p ، Rdilp می باشد. این روابط متقابل منجر به اتلاف اتصال می گردد و ، را برای تبادل GTP تسریع می کند. این رخدادها اکنون سایت پدیداری جوانه را ایجاد میکنند. مکانیزم هایی که محل های جدید رشد را در قارچ های دیگر انتخاب میکنند تا حد کمی درک شده اند. مشخص است که انتخاب محل جوانه در عامل بیماریزای انسانی فرصت طلبی دو ریختی توسط بعضی از پروتئین های یکسان مانند پروتئین های شناسایی شده در تنظیم می گردد. انتخاب محل جوانه را تنظیم می کند و برای ایجاد قطبش در حین جوانه زنی مورد نیاز است.
شکل 1.4 – انتخاب محل جوانه یا پلیمریزاسیون در S. cerevisiae
منبع نقش ارگانیسم پروتئین نوع پروتئین
آدامز و همکارانش 1990) GDP را به تبادل GTP از Cdc24p تسریع میکند عامل تبادل گوانین
وینزیرل و همکارانش (2012)
وندلند و فیلیپسن (2001)
باسیلانا و همکارانش (2003)
جانسون (1999) جداسازی سلول در حین ایجاد جوانه زنی پلیمریزاسیون اکتین و رشد نخینه قطبیده
پدیداری لوله نطفه نخینه
از همراه با غشاء جلوگیری میکند ساکن تجزیه گوانین
آغاز جوانه زنی
پیترسون و همکارانش (1994)
مارکیتز و همکارانش (2002) در حین فعالسازی Cdc24p با Cdc24p و Rsrlp همراه می گردد
Rholp و Cdc24p را در حین آغاز جوانه زنی فعالی می سازد پروتئین فعالسازی GTPase
وندلند و فیلیپسن (2000)
پرینگل (1989)
یار و همکارانش (1989)
بائور و همکارانش (2004) رشد نخینه قطبیده و پلیمریزاسیون اکتین
انتخاب محل جوانه GTPase شبیه Ras
هارتول (1974)
بازبینی شده در جانسون (1999)
اوشینسکی و همکارانش (2002)
وندلند و فیلیپسن (2001)
بویس و همکارانش (2001)
بویس و همکارانش (2003)
دیکمن (2004)
درگونا و همکارانش (1996) انتخاب محل جوانه
راهنمای رشد بخینه و شکل شناسی
مورد نیاز برای محلی سازی مؤلفه پولاریزوم Spa2
تکرار جوانه زنی را تنظیم میکند
پروتئین های مورد نیاز برای رشد قطبیده در محل جوانه را سازماندهی میکند
کیناز PAK را فعال می کند که منجر به تشکیل سپتین، کیتین و حلقه میوزین در محل جوانه می گردد
اکتین را محلی سازی میکند
پروتئین های یاخته جنبی و ترکیب اکتین را در منطقه مادر-جوانه جمع آوری میکند
آبشار MAPK را در حین رشد مورد نیاز برای تشکیل جوانه و رشد قطبیده نخینه را فعال میکند
ایجاد پلیمریزاسیون اکتین و رشد نخینه قطبیده
آغاز جوانه زنی
قطبش اکتین در حین رشد نخینه و رشد قطبیده سلول های مخمر
قطبش وابسته به اکتین نخینه و کونیدیوفورها
مورد نیاز برای رشد نخینه قطبیده
GTPaseRho
مادائول و همکارانش (1987)
ماتسوی و توح-ای (1992)
ماتسوی و توح-ای (1992)
اسکیمز و همکارانش (2002)
وندلند و فیلیپسن (2001) ایجاد قطبش سلولی
تنظیم پروتئین کیناز C و آنزیم ترکیب دیواره
سینتاز گلوکان-بتا-1,3
ایجاد قطبش سلولی و جمع آوری اندام های لوله ای ریز
ایجاد قطبش سلولی
ایجاد قطبش سلولی
شامل در مسیر سیگنال پروتئین کیناز وابسته به C که یکپارچگی سلول را کنترل میکند
حفظ رشد نخینه قطبیده
وندلند و فیلیپسن (2001)
بنتون و همکارانش (1997)
لبرار و همکارانش (1997)
لبرار و همکارانش (1992)
کوهلر و فینک (1996)
لبرار و همکارانش (1996)
وینزیرل و همکارانش (2002) حفظ رشد نخینه و قطبش در نوک نخینه
مورد نیاز برای یاخته جنبی
میوزین فسفریلیت و حلقه سپتین در منطقه گردن مادر-جوانه
مورد نیاز برای یاخته جنبی در مرحله مخمر و رشد قطبیده نخینه
سپتین های فسفرلیت و میوزین ها در حین رشد قطبیده در زمان جوانه زدن
مورد نیاز برای رشد رشته ای کیناز PAK
جانسون (1999)
اوانگلیستا و همکارانش (1997)
هریس و همکارانش (1997)
پیرسون و همکارانش (2004)
وئو و همکارانش (1996) مورد نیاز برای یاخته جنبی و جداسازی سلول
سپتین های فسفرلیت و میوزین ها در حین رشد قطبیده در زمان جوانه زدن
پروتئین داربستی برای ترکیب پروتئین در محل جوانه فرضی
رشد قطبیده و جداسازی نخینه ها و کونیدوفورها
توسعه جمع آوری رشته های اکتین توسط تقویت فورمین SepA و دامنه های غشاء غنی از استرول
از حلقه در گردن مادر-جوانه
زمانیکه فسفرلیته می گردد منقبض می گردد و یاخته جنبی رخ میدهد فورمین
اوبلهوزر و همکارانش (2002)
تریمبل (1999) مورد نیاز برای رشد قطبیده و محلی سازی اکتین سلول های مخمر در حین جوانه زدن و برای رشد قطبیده نخینه
از حلقه در گردن مادر-جوانه
در هنگان فسفرلیته شدن منقبض می گردد و یاخته جنبی رخ میدهد سپتین ها
وارندا و کونوپکت (2002)
وستفال و مومانی (2002)
رابرتز و همکارانش (1997) مورد نیاز برای یاخته جنبی سلول های مخمر و رشد قطبیده و نهشتکیتین در حین رشد نخینه
مورد نیاز برای سپتیشن صحیح و الگوهای انشعاب و بلوغ کونیدوفورها
تنظیم افزایش طول سلول پروتیئن 3-3-14
کاگنتی و همکارانش (2002)
شئو و همکارانش (1998)
ژنگ و همکارانش (2003)
کنچل و همکارانش (2003)
لی (1997)
والتر و وندلند (2004) مورد نیاز برای تشکیل لوله نطفه و رشد قطبیده نخینه
پدیداری لوله نطفه
قسمتی از ترکیب پولاریزوم که اکتین را پولاریزه میکند
ایجاد و حفظ رشد قطبیده در حین جوانه زدن و رشته سازی. مؤلفه پولاریزوم که جمع آوری اکتین را پولاریزه می سازد
تعیین منطقه رشد نوک نخینه ها. مؤلفه پولاریزون
مورد نیاز در حین جوانه زدن و یاخته جنبی برای روابط متقابل با Arp2/3 برای جمع آوری رشته اکتین هسته ای
حفظ رشد قطبیده نخینه، پلیمریزاسیون اکتین، ترافیک اندوزوم ها و واکول ها در نوک نخینه مؤلفه پولاریزوم
والتر و وندلند (2004)
تودا و همکارانش (1985)
گیمنو و همکارانش (1992)
لبرار و همکارانش (2001)
سام و کولپارتی (1994)
اوشرو و می (2000)
بویس و همکارانش (2005)
مموت و همکارانش (2002)
بازبینی شده در لنگلر و همکارانش (2000) انتخاب محل جوانه، پلیمریزاسیون اکتین، درون یاختگی و تشکیل نخینه
مورد نیاز برای فعالسازی آبشارهای cAMP و MAPKکه رشد شبه-نخینه را آغاز میکند
مورد نیاز برای فعالسازی cAMP و MAPKکه رشد رشته ای را آغاز میکند
آغازسازی رشد قطبیده در حین جوانه زنی هاگچه ای
آغاز توسعه غیر جنسی
آغاز رشد قطبیده در حین جوانه زنی هاگچه ای
حفظ رشد قطبیده نخینه. آغاز توسعه غیر جنسی
رشد قطبیده سلول های مخمر، هاگزایی و تشکیل اپرسوریا
مورد نیاز برای متمایزسازی شبه-نخینه GTPaseRas
لبرار و همکارانش (1996)
مایورگا و گولد (1999)
بازبینی شده در لنگلر و همکارامش (2000)
لنگلر و همکارانش (2000)
گولد و همکارانش (1994)
مایورگا و گولد (1999) مورد نیاز برای رشد رشته ای
مورد نیاز برای رشد رشته ای، جفت گیری و تولید فرومون
مورد نیاز برای متمایز سازی شبه-نخینه
تنظیم رشد رشته ای
مورد نیاز برای فعالسازی رشد رشته ای
مؤلفه های کیناز پروتئین A
جدول 1.1 – خانواده های پروتئین اصلی مورد نیاز برای ایجاد قطبش در قارچ ها
یک قارچ میسلیوم با شکل ساده است و مطالعات اخیر نشان داده است که برای ایجاد قطبش نخینه در حین جوانه زنی هاگ مورد نیاز نیست. البته برای حفظ پلیمریزاسیون در حین رشد نخینه مهم است و در نوک نخینه در حال رشد قرار دارد. در قارچ های میسلیوم پیچیده تر، حتی داده های کمتری نیز در دسترس است اما داده های نشان میدهد که انتخاب محل های پلیمریزاسیون ممکن است فقط بعلت اورتولوگوس های RSR1 نباشد.
3- پدیداری جوانه
رشد قطبیده را توسط تقویت پروتئین های اضافی محل جوانه تنظیم می کند. پس از انتخاب محل جوانه، Cdc24p محدود-GTP از پروتئین های Cdc24p و Bemlp جدا می گردد و با و اعضای خانواده کینازهای فعال شده p21 اثرات متقابل ایجاد میکند. این ترکیب به فورمین Bnilp محدود می گردد، که بصورت یک پروتئین داربستی عمل میکند و تعدادی از پروتئین های اضافی (از جمله میوزین های فسفرلیت و پروتئین های همراه با اکتین را محدود می سازد. این ترکیب در محل جوانه نخستین سپتین، کیتین و حلقه های میوزین و پلیمریزاسیون اکتین در نوک جوانه قرار دارد.
انواع مختلف سلول ها ممکن است خصوصیات دوره سلولی مختلفی را نشان دهند و روابط متقابلی بین مکانیزم های تنظیمی وجود دارد که رشد سلول و پلیمریزاسیون و پیشرفت دوره سلول را کنترل میکنند. کنترل دوره سلول در حین جوانه دهی توسط Cdc24p کیناز وابسته به cyclin ایجاد می گردد، که ترتیب کپی برداری DNA را حفظ میکند.
شکل 1.5 – آغاز رشد قطبیده در S. cerevisiae
Cdc24p برای پروتئین های فسفرلیت مختلفی در حین هر مرحله از فرآیند جوانه زنی مورد نیاز است و این فعالیت میتواند تعیین کند که آیا یک سلول به شیوه قطبیده یا بصورت ایزوتروپی رشد می کند. برای افزایش رشد قطبیده توسط محدودسازی پلیمریزاسیون اکتین برای نقطه اوج سلول، Cdc24p توسط فعال می گردد و ترکیب می تواند را فسفرلیته کند. برعکس، برای توسعه رشد ایزوتروپی، سایکلین های و ، را فعال میکنند تا نه تنها متوجه جداسازی کروموزوم در حین میتوز گردد بلکه اکتین را نیز در سراسر جوانه دوباره توزیع کند. نقطه اوج تغییر ایزوتوپی نیز نیازمند فعالسازی ، و ترکیب است که و را فسفرلیته می کند. و برای تشکیل حلقه سپتین مورد نیاز هستند.
4- رشد شبه-نخینه
در شرایط حفظ نیتروژن، سلول های S. cerevisiae دیپلویید متحمل انتقال دو ریختی می گردند که مستلزم تغییر در شکل سلول و تقسیم بندی آن است که رشد شبه-نخینه نامیده می شود. سلول های شبه-نخینه بر خلاف سلول های بیضی شکل طویل هستند و بطور کامل جدا نمی گردند. آغاز رشد شبه-نخینه نیازمند توسعه دوباره و تغییرات در پلیمریزاسیون اکتین در انتهای پایانی سلول های شبه-نخینه است. اگرچه مکانیزم های رشد قطبیده در حین رشد شبه-نخینه مانند جوانه زنی بخوبی توصیف نمی گردد، مشخص است که این فرآیند از بعضی از پروتئین ها و مکانیزم های یکسان استفاده میکند. البته برخلاف جوانه زنی که در نشانه های داخلی عمل میکند، رشد شبه-نخینه توسط مسیرهای انتقال سیگنال تنظیم می گردد که سیگنال های برونی را به تأخیر می اندازد و منجر به تنظیم ژن های مورد نیاز برای تغییرات در شکل سلول، خصوصیات چسبندگی و الگوی جوانه زنی می گردد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 21 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
