Меланосома - Melanosome

Для геологического термина см меланосома (геология) .
7-кратная замедленная съемка меланофоров рыб, реагирующих на 200 мкМ адреналина; меланосомы отступают к центру звездчатых меланофорных клеток
Меланофоры рыб и лягушек - это клетки, которые могут изменять цвет за счет диспергирования или агрегации содержащих пигмент меланосом.

Меланосомы являются органеллы найдены в клетках животных и являются местом для синтеза, хранения и транспортировки меланина , наиболее распространенный поглощающего свет пигмента , содержащегося в царстве животных . Меланосомы отвечают за цвет и фотозащиту в клетках и тканях животных.

Меланосомы синтезируются в коже в клетках меланоцитов , а также в глазу в хориоидальных меланоцитах и клетках пигментного эпителия сетчатки (РПЭ). У низших позвоночных они обнаруживаются в меланофорах или хроматофорах .

Структура

Меланосомы - это относительно крупные органеллы, достигающие 500 нм в диаметре. Они связаны билипидной мембраной и обычно имеют округлую, колбасную или сигарообразную форму. Форма постоянна для данного вида и типа клеток. Они имеют характерную ультраструктуру при электронной микроскопии , которая варьируется в зависимости от зрелости меланосомы, а для исследовательских целей иногда используется числовая система стадий.

Синтез меланина

Меланосомы в своем пигменте зависят от определенных ферментов, особенно тирозиназы , которые синтезируют крупные полимеры меланина внутри клетки. Прежде чем он образует достаточно пигмента, чтобы его можно было увидеть при световой микроскопии, он известен как премеланосома.

Дисфункция или отсутствие ферментов, синтезирующих меланин (в таких условиях, как синдром Чедиака – Хигаши ), приводит к различным паттернам альбинизма .

Псевдоподии и загар

В некоторых меланоцитах меланосомы остаются статичными внутри клетки. В других случаях клетка может расширять свою поверхность в продольном направлении в виде временных выступов, известных как псевдоподии , которые уносят меланосомы от центра клетки, тем самым увеличивая эффективность клетки в поглощении света.

Псевдоподиальный процесс (также известный как процесс загара ) происходит медленно в кожных меланоцитах в ответ на ультрафиолетовый свет и на производство новых меланосом и повышенное донорство меланосом соседним кератиноцитам , которые являются типичными клетками поверхности кожи. Донорство происходит, когда некоторые кератиноциты захватывают конец псевдоподий меланоцитов, которые содержат много меланосом. Цитоплазматический динеин переносит везикулы, содержащие меланин, к центру клетки, что заставляет меланосомы изолировать ядро ​​кератиноцита, обеспечивая оптимальную защиту от УФ-лучей. Эти изменения вызывают загар кожи человека после воздействия ультрафиолета или солнечного света.

У животных

У многих видов рыб , земноводных , ракообразных и рептилий меланосомы могут быть очень мобильными внутри клетки в ответ на гормональный (или иногда нервный) контроль, что приводит к видимым изменениям цвета, которые используются для поведенческих сигналов или фотозащиты .

Меланосомы, обнаруженные у некоторых видов рыб, содержат пигменты , контролирующие цвет чешуи рыбы . Молекулярные двигатели , когда об этом сигнализируют, либо переносят меланосомы, содержащие пигменты, к периферии клетки, либо концентрируют их в центре. Моторный белок динеин отвечает за концентрацию меланосом к центру клетки или «минус-концу» микротрубочек . Напротив, белок кинезин отвечает за диспергирование меланосом к периферии клетки и является двигателем, направленным на положительный конец . Поскольку плюсовые концы микротрубочек ориентированы к периферии, кинезин будет переносить меланосомы на периферию. Распространение меланосом на периферию заставляет клетку казаться темнее; концентрация меланосом по направлению к центру приведет к тому, что клетка станет светлее. Так на молекулярном уровне у рыб работает фотозащитная система.

Недавно меланосомы были обнаружены и у пауков.

Красивые и быстрые изменения цвета, которые наблюдаются у многих головоногих моллюсков, таких как осьминоги и кальмары , основаны на другой системе - хроматофорном органе.

В окаменелостях

Недавние (2008 г.) открытия китайского палеонтолога Сюй Сина включают окаменелые перья в скальных образованиях, датируемые от юрского периода (200–150 миллионов лет назад) до позднего палеогена и неогенового периода (66–2 миллиона лет назад). Перья содержат сохранившиеся остатки углерода, которые ранее считались следами бактерий, разлагающих ткани пера; однако эти (остатки) на самом деле представляют собой микроскопические органические отпечатки окаменелых меланосом. Некоторые из этих структур все еще сохраняют переливающийся цвет, типичный для тканей пера и меха. Предполагается, что эти микроскопические структуры могут быть дополнительно изучены, чтобы выявить первоначальные цвета и текстуры более мягких тканей в окаменелостях. «Открытие ультраструктурных деталей в окаменелостях пера открывает замечательные возможности для исследования других особенностей мягких окаменелостей, таких как мех и даже внутренние органы», - сказал Дерек Бриггс из исследовательской группы Йельского университета .

Меланосомы использовались для открытия истинного цвета ископаемого Anchiornis huxleyi совместной командой, в которую входили члены Пекинского музея естественной истории , Пекинского университета , Йельского университета , Музея естественной истории Пибоди , Университета Акрона и Техасского университета в г. Остин .

Шаблоны

Считается , что меланосомы образуют матрицу полимеризации меланина посредством амилоидогенеза белка Pmel17 , который присутствует в меланосомах в больших количествах.

Рекомендации

внешние ссылки