Dictyostelids
Τα dictyostelids είναι μια ομάδα κυτταρικών γλοιωδών μούχλας ή "κοινωνικών αμοιβάδων". Πρόκειται για πολύ ασυνήθιστους ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Κατά το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους ζουν ως ξεχωριστά κύτταρα. Στη συνέχεια, σε δύσκολους καιρούς ενώνονται για να αναπαραχθούν ως καρποφόρο σώμα. Το καρποφόρο σώμα παράγει σπόρια με προστατευτικά τοιχώματα. Επιβιώνουν και ανοίγονται σε καλύτερες εποχές. Έτσι αυτοί οι οργανισμοί είναι τόσο μονοκύτταροι όσο και πολυκύτταροι.
Ως ξεχωριστές αμοιβάδες, τρέφονται και διαιρούνται κανονικά. Τρώνε κυρίως βακτήρια του εδάφους. Όταν η τροφή τους εξαντλείται, ενώνονται και σχηματίζουν ένα είδος σαλιγκαριού. Ο γυμνοσάλιαγκας έχει συγκεκριμένο μπροστινό και πίσω μέρος. Ανταποκρίνεται στο φως και στις διαφορές θερμοκρασίας και έχει την ικανότητα να κινείται. Υπό τις κατάλληλες συνθήκες ο γυμνοσάλιαγκας μετατρέπεται σε σποροκάρπιο (καρποφόρο σώμα). Ένας μίσχος συγκρατεί ένα ή περισσότερα σφαιρίδια σπορίων. Αυτά τα σπόρια είναι ανενεργά κύτταρα που προστατεύονται από σκληρά κυτταρικά τοιχώματα. Μετατρέπονται σε νέες αμοιβάδες μόλις υπάρξει διαθέσιμη τροφή.
Το Dictyostelium έχει χρησιμοποιηθεί ως πρότυπος οργανισμός στη μοριακή βιολογία και τη γενετική. Μελετάται ως παράδειγμα κυτταρικής επικοινωνίας, διαφοροποίησης και προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου. Η έρευνα για το Dictyostelium είναι διαθέσιμη on-line στη dictyBase.
Ένα τρυβλίο Petri με Dictyostelium
Κύκλος ζωής του Dictyostelium
Συσσωμάτωση στο Dictyostelium
Η συσσωμάτωση των αμοιβάδων βασίζεται σε ένα μόριο σήματος. Ένα κύτταρο, ο ιδρυτής της αποικίας, αρχίζει να εκκρίνει το σήμα ως απάντηση στο στρες. Τα άλλα ανιχνεύουν το σήμα και ανταποκρίνονται με δύο τρόπους:
- Η αμοιβάδα κινείται προς το σήμα.
- Η αμοιβάδα εκκρίνει περισσότερο σήμα.
Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αναμετάδοση του σήματος μέσω του κοντινού πληθυσμού των αμοιβάδων. Κινούνται προς την περιοχή με την υψηλότερη συγκέντρωση σήματος.
Γονιδίωμα
Ολόκληρο το γονιδίωμα του Dictyostelium discoideum δημοσιεύθηκε στο Nature το 2005. Το απλοειδές γονιδίωμα περιέχει περίπου 12.500 γονίδια σε έξι χρωμοσώματα. Για σύγκριση, το διπλοειδές ανθρώπινο γονιδίωμα έχει 20.000-25.000 γονίδια (που αντιπροσωπεύονται δύο φορές) σε 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων.
Σεξουαλική αναπαραγωγή
Η σεξουαλική ανάπτυξη μπορεί να λάβει χώρα όταν τα αμοιβάδιστρα κύτταρα στερούνται της βακτηριακής τους τροφής και στο σκοτάδι.
Το ζευγάρωμα αρχίζει με τη γαμετογένεση. Αυτό παράγει μικρούς, κινητούς γαμέτες που συντήκονται για να σχηματίσουν ένα μικρό διπύρηνο κύτταρο. Ο όγκος του διπύρηνου κυττάρου στη συνέχεια αυξάνεται για να παραχθεί ένα γιγαντιαίο διπύρηνο κύτταρο. Καθώς η ανάπτυξη συνεχίζεται, οι πυρήνες διογκώνονται και στη συνέχεια συγχωνεύονται σχηματίζοντας ένα πραγματικό διπλοειδές ζυγωτικό γιγαντιαίο κύτταρο. Καθώς συμβαίνει αυτό, οι αμοιβάδες υφίστανται χημειοταξία προς την επιφάνεια του γιγαντοκυττάρου. Το ζυγωτικό γιγαντοκύτταρο καταπίνει τις γύρω αμοιβάδες και τις χωνεύει. Στη συνέχεια το ζυγωτό σχηματίζει μια μακροκύστη η οποία παραμένει αδρανής για κάποιο χρονικό διάστημα πριν από τη βλάστηση. Όταν η μακροκύστη βλαστήσει απελευθερώνει πολλά απλοειδή αμοιβάδα.
Ταξινόμηση
Το Dictyostelium discoideum ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά σε ένα δάσος της Βόρειας Καρολίνας το 1935 και κατατάχθηκε αρχικά στους "κατώτερους μύκητες" και αργότερα στα βασίλεια Protista και Fungi. Μέχρι τη δεκαετία του 1990, οι περισσότεροι επιστήμονες αποδέχθηκαν τη σημερινή ταξινόμηση.
Τα αμοιβοζωάρια θεωρούνται πλέον ως ξεχωριστή κλάση σε επίπεδο βασιλείου, καθώς σχετίζονται στενότερα τόσο με τα ζώα όσο και με τους μύκητες παρά με τα φυτά.
Πρότυπος οργανισμός ξενιστής για τη Legionella
Το Dictyostelium μοιράζεται πολλά μοριακά χαρακτηριστικά με τα μακροφάγα. Τα μακροφάγα είναι ο ανθρώπινος ξενιστής της Legionella. Η κυτταροσκελετική σύνθεση του D. discoideum είναι παρόμοια με εκείνη των κυττάρων των θηλαστικών. Το ίδιο ισχύει και για τις διεργασίες που καθοδηγούνται από αυτά τα συστατικά, όπως η φαγοκυττάρωση, η διακίνηση μεμβρανών, η ενδοκυτταρική διέλευση και η διαλογή κυστιδίων. Όπως και τα λευκοκύτταρα, το D. discoideum διαθέτει χημειοταξία. Ως εκ τούτου, το D. discoideum είναι ένα κατάλληλο πρότυπο σύστημα για να δούμε την επίδραση των παραγόντων των κυττάρων του ξενιστή κατά τη διάρκεια των λοιμώξεων από Legionella.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι τα δικτυοστέλιδα;
A: Τα dictyostelids είναι μια ομάδα κυτταρικών γλοιωδών μούχλας ή "κοινωνικών αμοιβάδων".
Ερ: Πώς αναπαράγονται τα dictyostelids;
Α: Σε δύσκολους καιρούς, τα dictyostelids ενώνονται για να αναπαραχθούν ως καρποφόρο σώμα, το οποίο παράγει σπόρια με προστατευτικά τοιχώματα.
Ερ: Τα dictyostelids είναι μονοκύτταροι ή πολυκύτταροι οργανισμοί;
Α: Τα δικτυοστέλιδοι είναι τόσο μονοκύτταροι όσο και πολυκύτταροι. Κατά το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους, ζουν ως ξεχωριστά κύτταρα και στη συνέχεια ενώνονται για να αναπαραχθούν ως πολυκύτταρο καρποφόρο σώμα.
Ερ: Τι τρώνε τα δικτυοστέληδες;
Α: Τα δικτυοστέληδες τρώνε κυρίως βακτήρια του εδάφους.
Ερ: Τι συμβαίνει όταν εξαντλείται η τροφή των δικτυοστελίδων;
Α: Όταν τελειώνει η παροχή τροφής, τα dictyostelids ενώνονται για να σχηματίσουν ένα είδος σαλιγκαριού που μπορεί να ανταποκριθεί στο φως και στις διαφορές θερμοκρασίας και να κινηθεί.
Ερ: Τι είναι το σποροκάρπιο;
Α: Το σποροκάρπιο είναι ένα καρποφόρο σώμα που συγκρατεί μία ή περισσότερες σφαίρες σπορίων. Αυτά τα σπόρια είναι ανενεργά κύτταρα που προστατεύονται από σκληρά κυτταρικά τοιχώματα και γίνονται νέες αμοιβάδες όταν υπάρχει διαθέσιμη τροφή.
Ε: Πώς μελετάται το dictyostelium;
Α: Το Dictyostelium έχει χρησιμοποιηθεί ως οργανισμός-μοντέλο στη μοριακή βιολογία και τη γενετική, ιδίως ως παράδειγμα κυτταρικής επικοινωνίας, διαφοροποίησης και προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου (απόπτωση). Η έρευνα σχετικά με το Dictyostelium είναι διαθέσιμη στο διαδίκτυο στη dictyBase.
