Stromulė: plastidžių (chloroplastų) dinamiški kanalėliai — apibrėžimas
Sužinokite stromulės apibrėžimą: plastidžių (įskaitant chloroplastų) dinamiški kanalėliai — struktūra, funkcijos ir reikšmė augalų ląstelėse.
Stromulė yra mikroskopinė struktūra, aptinkama augalų ląstelėse. Stromulės (stromos užpildyti kanalėliai) yra labai dinamiškos, plonos ištįsusios išaugos, besitęsiančios nuo visų plastidų, įskaitant chloroplastus, paviršiaus. Jos užpildytos plastidų stromos tirpalu ir yra apgaubtos plastidų išorinės bei vidinės membranos tęstinumu.
Plastidžių išsikišimai ir jungtys tarp jų buvo pastebėti XIX–XX a. sandūroje (1888 ir 1908 m.), o vėliau kartkartėmis aprašomi literatūroje. Intensyvesnis susidomėjimas šia struktūra atsirado vėliau, o 1997 m. stromulės buvo iš naujo aprašytos naudojant pažangias fluorescencines vaizdavimo metodikas.
Neseniai atrasta, kad stromulės randamos daugelyje augalų rūšių — tiek dygiaodžiuose augaluose, tiek monokotuose. Pavyzdžiui, jas aptinka tokios modelinės ir žemės ūkio rūšys kaip Arabidopsis thaliana, kviečiai, ryžiai ir pomidorai. Tačiau jų tikslus biologinis vaidmuo ir reguliacijos mechanizmai dar nėra visiškai išaiškinti.
Struktūra ir savybės
- Stromulės yra labai plonos membraninės tubulinės išaugos, dažniausiai kelių šimtų nanometrų pločio ir gali siekti kelių ar net keliolikos mikrometrų ilgio.
- Jos yra membranų tęstinumo dalis — vidinė ir išorinė plastidų membranos tęsiasi į stromules, todėl jos yra užpildytos stroma (tirpiomis stromos baltymų ir metabolitų frakcijomis).
- Stromulėse aptinkami stromos baltymai ir kartais transportuojami fluorescuojantys žymenys, todėl jos lengvai vizualizuojamos naudojant GFP ir panašius reporterinius baltymus.
Dinamiškumas ir reguliacija
- Stromulės yra labai dinamiškos: jos gali greitai plėstis, susitraukinėti, sulinkti ir judėti ląstelėje.
- Jų formavimą ir judėjimą daugiausia lemia aktino citoskeletas ir motoriniai baltymai (pvz., miozinai), o mikrotubulinė sistema paprastai vaidina mažesnį vaidmenį.
- Stromulių dažnis ir ilgis keičiasi priklausomai nuo audinio tipo bei aplinkos sąlygų: juos stimuliuoja įvairūs streso veiksniai (oksidacinis stresas, patogenai), hormonai ir metaboliniai pokyčiai; taip pat stromulės dažniau pastebimos ne-fotosintetinėse ląstelėse arba esant mažesnei plastidų tankiui.
Galimos funkcijos
Nors tikslus stromulių vaidmuo nėra iki galo aiškus, tyrimai siūlo kelias galimas funkcijas:
- Tarpplastidinė komunikacija ir metabolitų mainai: stromulės gali sudaryti laikinas jungtis tarp plastidų ir taip palengvinti baltymų ar mažų molekulių judėjimą.
- Kontaktai su kitomis organelėmis: stromulės stebimos artimai sąveikaujant su mitochondrijomis, endoplazminiu tinklu ir vakuolėmis — galimos lokalių signalų perdavimo vietos.
- Atsakas į stresą ir gynyba: stromulių dažnumas dažnai padidėja užpuolus patogenams arba esant oksidaciniam stresui, todėl jos gali dalyvauti gynybiniuose atsakuose.
- Plastidų morfologijos reguliavimas: stromulės gali padėti plastidams užimti erdvę ląstelėje ar prisitaikyti prie pokyčių ląstelės geometrijoje.
Tyrimo metodai
- Stromulės paprastai tyrinėjamos gyvose ląstelėse naudojant fluorescencinę mikroskopiją ir stromą žyminčius reporterinius baltymus (pvz., stroma-fuzijuotus GFP konstruktus).
- Taip pat naudojami elektroninės mikroskopijos metodai membraninės struktūros detalėms tirti ir gyvos ląstelės vaizdavimo technikos, leidžiančios sekti stromulių dinamiką realiu laiku.
Atviros gairės ir perspektyvos
Stromulės išlieka aktyviai tiriama sritis. Svarbūs atviri klausimai yra:
- Ar stromulės tiesiogiai perduoda specifinius metabolitus ar signalus tarp plastidų ir kitų organelių?
- Kokie molekuliniai mechanizmai kontroliuoja stromulių susidarymą ir stabilumą skirtingose ląstelių rūšyse?
- Ar stromulės turi skirtingas funkcijas skirtinguose audiniuose ar vystymosi etapuose?
Ateities tyrimai, derinant pažangias vaizdavimo technologijas, molekulinius žymenis ir genetinius metodus, turėtų geriau atskleisti stromulių biologinę reikšmę ir potencialų pritaikymą augalų biologijoje bei biotechnologijoje.
Ieškoti