Tetrahymena
Felt | Eukaryota |
---|---|
Regjere | Chromalveolata |
Inndeling | Alveolata |
Gren | Ciliophora |
Under-omfavnelse. | Intramakronukleata |
Klasse | Oligohymenophorea |
Rekkefølge | Hymenostomatida |
Underordre | Tetrahymenina |
Familie | Tetrahymenidae |
Tetrahymena er en slekt av ciliater som kan være kommensale eller patogene . Arten er veldig vanlig i ferskvann . Dens normale dimensjoner er 50 mikrometer i lengde og 20 mikrometer i bredde.
Biokjemiske forskere bruker arten Tetrahymena thermophila og Tetrahymena pyriformis som modellorganisme . For eksempel har det blitt vist at denne arten har hormonelle reseptorer , hvorav den ene induserer produksjonen av melatonin av protozoen, når den utsettes for lave doser av dette hormonet, spesielt involvert i fotoadaptasjon med effekter av attraktivitet mot lys i løpet av dag, cellegift om natten og andre.
Tetrahymena thermophila har det særegne å eksistere i 7 forskjellige kjønn ( seksuelle typer ), noe som resulterer i 21 forskjellige mulige parringskombinasjoner , hvor hvert av disse kjønnene er uforenlige med seg selv. Hver organisme "bestemmer" via en stokastisk prosess hvilket kjønn den vil ha under parring.
I guppy fisk er Tetrahymena ansvarlig for en sykdom som kalles Guppy Killers .
Livssyklusen til Tetrahymena er en sekvens av seksuelle og aseksuelle stadier. I et næringsrikt miljø, under vegetativ vekst, reproduserer celler aseksuelt ved binær fisjon. Denne typen celledeling skjer gjennom en sekvens av morfogenetiske hendelser som resulterer i utvikling av dupliserte sett med cellestrukturer, en for hver dattercelle. Det er bare under sultforhold at celler engasjerer seg i seksuell konjugasjon, parring og fusjon med en celle av motsatt parringstype. Tetrahymena har syv typer parring; hver av dem kan pare seg med en av de andre seks uten preferanse, men ikke med sin egen type.
Typisk for ciliater, T. thermophila skiller sitt genom i to funksjonelt forskjellige typer kjerner, hver brukt spesielt i løpet av de to forskjellige stadiene i livssyklusen. Mikrokjernen til den diploide kimlinjen er transkripsjonsstille og spiller bare en rolle i seksuelle livstrinn. Den spirende kjernen inneholder 5 par kromosomer som koder for arvelig informasjon som overføres fra en seksuell generasjon til den neste. Under seksuell konjugering smelter de meiotiske produktene til de haploide mikro-kjernecellene i de to foreldercellene, noe som resulterer i dannelsen av en ny mikro- og makro-kjerne i avkommets celler. Seksuell konjugasjon oppstår når celler som sulter i minst 2 timer i et næringsfattig miljø, møter en celle av den komplementære typen. Etter en kort costimulasjonsperiode på rundt 1 time begynner de sultne cellene å parre seg ved de fremre ender for å danne en spesialisert region av membranen som kalles parringsforbindelsen.
To tetrahymenaceller som er komplementære parringstyper, parrer seg for å bytte kjerner under seksuell konjugasjon.
Det er i dette veikrysssonen at det dannes flere hundre fusjonsporer, som tillater gjensidig utveksling av proteiner, RNA og muligens et meiotisk produkt av deres mikrokjerne. Hele prosessen tar omtrent 12 timer ved 30 ° C , men enda lenger ved lavere temperaturer. Hendelsesforløpet under konjugering er beskrevet på engelsk i vedlagte figur (figur "tetrahymena cycle").
I følge ITIS :
Tetrahymena er kjent for å være et eksepsjonelt tilfelle i molekylærbiologi. Faktisk er spleising av intronene til visse forløper- RNAer katalysert av selve det transkriberte RNA. I Tetrahymena inneholder den ribosomale RNA- forløperen en intron som er i stand til å spleise alene, i fravær av eksterne faktorer. I de aller fleste andre eukaryoter er det spliceosome som oppfyller denne funksjonen i trans . Denne typen selvspleisende introner har siden blitt funnet i andre ciliater, i mitokondrielle gener og i visse virus som bakteriofag T4). Denne oppdagelsen gjorde det mulig å demonstrere at et RNA-molekyl for første gang i visse tilfeller kunne fungere som et enzym og katalysere en spesifikk biokjemisk reaksjon. Disse enzymatisk virkende RNA har blitt kalt ribozymer . Den ribosomet (det ribosomale RNA av den store subenhet) er et ribozym.
Tetrahymena har vært en nyttig modell for grunnleggende forskning, ikke minst fordi det er lett å dyrke og viser en rekke komplekse prosesser, alt i en enkelt celle. Av de samme grunnene har tetrahymena vist et enormt potensiale som et verktøy for å undervise i grunnleggende biologi på flere nivåer av naturvitenskapelig utdanning.
Den spesielle utarbeidelsen av visse grunnleggende eukaryote mekanismer for tetrahymena lette funn, inkludert:
- Første celle hvis divisjon ble synkronisert, noe som gjorde det mulig å oppdage eksistensen av cellesykluskontrollmekanismer.
- Identifisering og rensing av den første cytoskelettmotoren, dynein og bestemmelse av retningsaktivitet.
- Deltakelse i oppdagelsen av lysosomer og peroksisomer.
- En av de første molekylære beskrivelsene av den programmerte omorganiseringen av det somatiske genomet.
- Oppdagelse av telomereres molekylære struktur, enzymet telomerase, rollen som RNA-telomerase som modell og deres roller i cellenescens og kromosomheling.
- Co-discovery av katalytisk RNA (ribozymer), tildelt Nobelprisen
- Oppdagelse av acetyleringsfunksjonen til histoner i transkripsjon.