Melanosom - Melanosome

Geologický termín viz melanosom (geologie) .
7krát rychlejší timelapse video z rybích melanoforů reagujících na 200uM adrenalin; melanosomy ustupují do středu hvězdných melanoforových buněk
Rybí a žabí melanofory jsou buňky, které mohou měnit barvu dispergováním nebo agregací melanosomů obsahujících pigmenty.

Melanosome je organela se nacházejí v živočišných buňkách a je místo pro syntézu, skladování a přepravu melaninu , nejčastější pigment světlo absorbující nalézt v živočišné říši . Melanosomy jsou zodpovědné za barvu a fotoochranu ve zvířecích buňkách a tkáních.

Melanosomy jsou syntetizovány v kůži v melanocytových buňkách, stejně jako oko v choroidálních melanocytech a retinálních pigmentových epiteliálních (RPE) buňkách. U nižších obratlovců se nacházejí v melanoforech nebo chromatoforech .

Struktura

Melanosomy jsou relativně velké organely o průměru až 500 nm . Jsou vázány bilipidovou membránou a jsou obecně zaobleného, ​​klobásového nebo doutníkového tvaru. Tvar je konstantní pro daný druh a typ buňky. Mají charakteristickou ultrastrukturu na elektronové mikroskopii , která se mění podle vyspělosti melanosomu, a pro výzkumné účely se někdy používá systém numerického stagingu.

Syntéza melaninu

Melanosomy jsou závislé na svém pigmentu na určitých enzymech, zejména tyrosináze , které syntetizují velké polymery melaninu v buňce. Před tím, než generuje dostatečné množství pigmentu, aby bylo vidět ve světelné mikroskopii , je známý jako pre-melanosom.

Dysfunkce nebo absence enzymů syntetizujících melanin (v podmínkách, jako je syndrom Chédiak – Higashi ) vede k různým vzorům albinismu .

Pseudopodia a opalování

V některých melanocytech zůstávají melanosomy v buňce statické. V jiných může buňka podélně prodloužit svůj povrch jako dočasné výčnělky známé jako pseudopodie , které přenášejí melanosomy od středu buňky, čímž zvyšují účinnost buňky při absorpci světla.

Pseudopodiální proces (neboli proces opalování ) probíhá v dermálních melanocytech pomalu v reakci na ultrafialové světlo a na produkci nových melanosomů a zvýšené dárcovství melanosomů sousedním keratinocytům , což jsou typické buňky povrchu kůže. K darování dochází, když některé keratinocyty pohltí konec melanocytové pseudopodie, která obsahuje mnoho melanosomů. Cytoplazmatický dynein přenese vezikuly obsahující melanin do středu buňky, což způsobí, že melanosomy oddělí jádro keratinocytů a poskytnou optimální ochranu před UV zářením. Tyto změny jsou odpovědné za opalování lidské pokožky po vystavení UV záření nebo slunečnímu záření.

U zvířat

U mnoha druhů ryb , obojživelníků , korýšů a plazů mohou být melanosomy v buňce vysoce mobilní v reakci na hormonální (nebo někdy neurální) kontrolu, což vede k viditelným změnám barvy, které se používají pro behaviorální signalizaci nebo fotoochranu .

Melanosomy nalezené u určitých druhů ryb obsahují pigmenty, které řídí barvu rybích šupin . Molekulární motory , když jsou signalizovány, buď přenesou melanosomy obsahující pigmenty na okraj buňky, nebo je soustředí do středu. Motorový protein dynein je zodpovědný za koncentraci melanosomů směrem ke středu buňky nebo k „minusovému konci“ mikrotubulů . Naopak, proteinový kinesin je zodpovědný za dispergaci melanosomů na periferii buňky a jsou plusem koncové motory. Protože kladné konce mikrotubulů jsou orientovány směrem k periferii, kinesin bude přenášet melanosomy na periferii. Rozptýlení melanosomů na periferii způsobí, že se buňka jeví tmavší; soustředění melanosomů směrem do středu způsobí, že buňka bude vypadat světlejší. Takto funguje fotoprotektivní systém pro ryby na molekulární úrovni.

Nedávno byly melanosomy nalezeny také u pavouků.

Krásné a rychlé barevné změny pozorované u mnoha hlavonožců, jako jsou chobotnice a chobotnice , jsou založeny na jiném systému, chromatoforovém orgánu.

Ve fosíliích

Nedávné (2008) objevy čínského paleontologa Xu Xing zahrnují zkamenělé peří v skalních útvarech z doby jury (před 200 až 150 miliony let) až do období pozdního paleogenu a neogenu (před 66 až 2 miliony let). Peří obsahuje konzervované zbytky uhlíku, o nichž se dříve myslelo, že jsou stopami bakterií, které rozložily tkáně peří; nicméně tyto (zbytky) jsou ve skutečnosti mikroskopické organické otisky fosilizovaných melanosomů. Některé z těchto struktur si stále zachovávají duhovou barvu typickou pro peří a kožešinové tkáně. Předpokládá se, že tyto mikroskopické struktury by mohly být dále studovány, aby se odhalily původní barvy a textury měkčích tkání ve fosiliích. „Objev ultrastrukturálních detailů ve fosilních peřích otevírá pozoruhodné možnosti pro zkoumání dalších vlastností fosilií s měkkým tělem, jako je srst a dokonce i vnitřní orgány,“ uvedl Derek Briggs ze studijního týmu Yale University .

Melanosomes byly použity k odhalení skutečné barvy fosilních anchiornis huxleyi o společném týmu, včetně členů z Pekingu Museum of Natural History , Peking University , Yale University , na Peabody Museum of Natural History , na University of Akron a University of Texas at Austin .

Šablona

Předpokládá se, že melanosomy templují melaninovou polymeraci prostřednictvím amyloidogeneze proteinu Pmel17 , který je v melanosomech přítomen v hojném množství.

Reference

externí odkazy