Меланасома

7-кратна паскоранае відэа меланафораў рыб, якія рэагуюць на 200 uM раствор адрэналіну; меланасомы адступаюць да цэнтра зоркападобных клетак-меланафор.
Меланафоры рыб і жаб — гэта клеткі, якія могуць змяняць колер шляхам рассейвання або агрэгацыі меланасом, якія змяшчаюць пігмент.

Меланасома — гэта арганела, якая змяшчаецца ў клетках жывёл і з’яўляецца месцам для сінтэзу, захоўвання і транспарту меланіну, найбольш распаўсюджанага святлопаглынальнага пігменту, які сустракаецца ў жывёл. Меланасомы адказваюць за колер і фотаахову ў клетках і тканках жывёл.

Меланасомы сінтэзуюцца ў скуры ў меланацытах, цэлях базальнага слоя эпідэрмісу, а таксама ў воку ў меланацытах харыаідэі і цэлях пігментнага эпітэлію сятчаткі. У ніжэйшых пазваночных жывёл яны знаходзяцца ў меланафорах або храматафорах.[1] [2]

Структура

[правіць | правіць зыходнік]

Меланасомы — гэта адносна буйныя арганелы, дыяметрам да 500 нм.[1] Яны акружаны ліпідным біслоем і, як правіла, маюць круглявую форму, падобную на каўбасу або цыгару. Да таго, як выпрацуецца дастатковая колькасць пігменту, які можна ўбачыць пры светлавой мікраскапіі, арганела вядомая як прамеланасома. Форма залежыць ад віду і тыпу меланацыта. Яны маюць характэрную ультраструктуру пры электроннай мікраскапіі, якая змяняецца ў залежнасці ад сталасці меланасомы, і ў даследчых мэтах часам выкарыстоўваецца лічбавая сістэма для абазначэння стадыі. У выніку адслойвання меланацыты паверхневага рагавога слоя паступова выдаляюцца. Поўны жыццёвы цыкл цэлі доўжыцца прыкладна 28 дзён.

Сінтэз меланіну

[правіць | правіць зыходнік]

Амінакіслата тыразін з’яўляецца зыходным субстратам біясінтэзу меланіну. Тыразін ператвараецца ў эўмеланіны і феамеланіны пры дапамозе ферментаў:

  • тыразіназы — яе актыўнасць вызначае колькасць сінтэзаванага пігменту;
  • TRP1 (Tyrosine Related Protein 1) і TRP2 (Tyrosine Related Protein 2), якія ўдзельнічаюць у стварэнні эўмеланінаў і ўплываюць, такім чынам, на інтэнсіўнасць афарбоўвання скуры.

Расавыя адрозненні ў колеры скуры звязаны не з колькасцю актыўных меланацытаў, а з тыпам пераважнага пігменту, яго колькасцю і месцазнаходжаннем накаплення максімальнай колькасці меланасом:

  • паверхневым слоі эпідэрмісу — у прадстаўнікоў афрыканскай расы;
  • сярэднім слоі эпідэрмісу — у еўрапеоіднай расы;
  • прамежкавае становішча — у мангалоіднай расы.

Дысфункцыя або адсутнасць ферментаў, якія сінтэзуюць меланін (пры такіх станах, як сіндром Чэдыяка-Хігашы), прыводзіць да розных формаў альбінізму.

Псеўдаподыі і загар

[правіць | правіць зыходнік]

У некаторых меланацытах меланасомы застаюцца статычнымі. У іншых цэлях можа пашыраць сваю паверхню ўздоўж у выглядзе часовых выступаў, вядомых як псеўдаподыі, якія адводзяць меланасомы ад цэнтра цэлі, тым самым павялічваючы эфектыўнасць меланацыта ў паглынанні святла.

Псеўдападыяльны працэс (ён жа працэс загару) адбываецца павольна ў скурных меланацытах у адказ на ўльтрафіялетавае выпраменьванне і выпрацоўку новых меланасом і ўзмацненне донарства меланасом суседнім керацінацытам, якія з’яўляюцца тыповымі цэлямі паверхні скуры. Донарства адбываецца, калі некаторыя керацінацыты паглынаюць канец псеўдаподый меланацытаў, які ўтрымлівае шмат меланасом. Цытаплазматычны дынэін пераносіць везікулы, якія змяшчаюць меланін, у цэнтр клеткі, што прымушае меланосомы ізаляваць ядро керацінацыта, забяспечваючы аптымальную абарону ад ультрафіялетавых прамянёў. Гэтыя змены адказваюць за загар скуры чалавека пасля ўздзеяння ўльтрафіялету або сонечнага святла.[крыніца?]

У жывёл

[правіць | правіць зыходнік]

У многіх відаў рыб, амфібій, ракападобных і рэптылій меланасомы могуць быць вельмі рухомымі ў клетцы ў адказ на гарманальны (або часам нервовы) кантроль, што прыводзіць да бачных зменаў у колеры, якія выкарыстоўваюцца для паводніцкай сігналізацыі або фотааховы.

Меланасомы, знойдзеныя ў некаторых відаў рыб, змяшчаюць пігменты, якія кантралююць колер лускі рыбы. Пры атрыманні сігналу малекулярныя маторы будуць або пераносіць меланасомы на перыферыю цэлі, або канцэнтраваць іх у цэнтры. Маторны бялок дынэін адказвае за канцэнтрацыю меланасом у цэнтры цэлі, альбо мінус-канца мікратрубачак. Наадварот, бялок кінэзін з’яўляецца малекулярным маторам, накіраваным плюс-канец і адказвае за рассейванне меланасом на перыферыю цэлі, бо плюс-канцы мікратрубачак туды арыентаваны. Рассейванне меланасом на перыферыю прымушае цэлю выглядаць цямней і наадварот — канцэнтрацыя меланасом у цэнтры прывядзе да прасвятлення цэлі. Так фотаахоўная сістэма працуе ў рыб на малекулярным узроўні.[3]

Прыгожыя і хуткія змены колеру, якія назіраюцца ў многіх галаваногіх малюскаў, такіх як васьміногі і кальмары, заснаваны на іншай сістэме, храматафорным органе.[4] [5] Нядаўна меланасомы знайшлі ў павукоў.[6]

У выкапнях

[правіць | правіць зыходнік]

Нядаўнія (2008) адкрыцці кітайскага палеантолага Сюй Сіна ўключаюць скамянелыя пёры ў скальных утварэннях ад юрскага перыяду (200—150 мільёнаў гадоў таму) да позняга палеагену і неагену (66-2 мільёны гадоў таму). Пёры змяшчаюць захаваныя рэшткі вугляроду, якія раней лічыліся слядамі бактэрый, якія раскладаюць тканіны пёраў; аднак гэтыя рэшткі насамрэч з’яўляюцца мікраскапічнымі арганічнымі адбіткамі скамянелых меланасом. Некаторыя з гэтых структур усё яшчэ захоўваюць вясёлкавы колер, характэрны для тканак пёраў і футра. Ёсць меркаванне, што гэтыя мікраскапічныя структуры можна было б дадаткова вывучыць, каб выявіць арыгінальныя колеры і тэкстуру больш мяккіх тканін у выкапнях. «Адкрыццё ўльтраструктурных дэталяў у закамянелых пёраў адкрывае выдатныя магчымасці для вывучэння іншых асаблівасцей мяккацелых выкапняў, такіх як поўсць і нават унутраныя органы», — сцвярджае Дэрэк Брыгс з даследчай групы Ельскага ўніверсітэта.[7] [8]

Меланасомы былі выкарыстаны для вызначэння сапраўдных колераў выкапняў Anchiornis huxleyi сумеснай групай, у якую ўваходзяць члены Пекінскага музея натуральнай гісторыі, Пекінскага ўніверсітэта, Ельскага ўніверсітэта, Музея натуральнай гісторыі Пібадзі, Універсітэта Акрона і Тэхаскага ўніверсітэта ў Остыне.[9] [10]

Меланасомы таксама былі знойдзены ў акамянеласцях Tupandactylus cf. imperator pteurosaurs у ніжняй крэйдавай фармацыі Крато, у басейне Арарыпе, у Бразіліі.[11]

Крыніцы

[правіць | правіць зыходнік]
  1. ↑ а б Wasmeier C, Hume AN, Bolasco G, Seabra MC (2008). "Melanosomes at a glance". J Cell Sci. 121 (pt24): 3995–3999. doi:10.1242/jcs.040667. hdl:10362/21940. PMID 19056669.
  2. ↑ Raposo G, Marks MS (2007). "Melanosomes--dark organelles enlighten endosomal membrane transport". Nat Rev Mol Cell Biol. 8 (10): 786–797. doi:10.1038/nrm2258. PMC 2786984. PMID 17878918.
  3. ↑ Aspengren, S.; Sköld, H. N.; Wallin, M. (30 December 2008). "Different strategies for color change". Cellular and Molecular Life Sciences. 66 (2): 187–191. doi:10.1007/s00018-008-8541-0. PMID 19112553. S2CID 46220077.
  4. ↑ Messenger, JB (November 2001). "Cephalopod chromatophores: neurobiology and natural history". Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 76 (4): 473–528. doi:10.1017/S1464793101005772. PMID 11762491. S2CID 17172396.
  5. ↑ Wood. How Cephalopods Change Color. The Cephalopod Page (22 лістапада 2004). Праверана 23 August 2016.
  6. ↑ Hsiung, Bor-Kai; Justyn, Nicholas; Blackledge, Todd; Shawkey, Matthew (2017-05-31). "Spiders have rich pigmentary and structural colour palettes". Journal of Experimental Biology. 220 (11): 1975–1983. doi:10.1242/jeb.156083. PMID 28566355.
  7. ↑ Andrea Thompson. Feather Fossils Could Yield Dinosaur Colors. LiveScience (8 ліпеня 2008). Праверана 29 жніўня 2009.
  8. ↑ Ancient Bird Feathers Had Iridescent Glow. Fox News (26 жніўня 2009). Праверана 28 жніўня 2009.
  9. ↑ Li Q, Gao KQ, Vinther J, Shawkey MD, Clarke JA, D'Alba L, Meng Q, Briggs DE, Prum RO (March 2010). "Plumage color patterns of an extinct dinosaur" (PDF). Science. 327 (5971): 1369–1372. Bibcode:2010Sci...327.1369L. doi:10.1126/science.1186290. PMID 20133521. S2CID 206525132.
  10. ↑ Jesus Diaz. The Real Colors of a Dinosaur Revealed for the First Time(недаступная спасылка). Gizmodo. Gawker Media (8 лютага 2010). Праверана 8 January 2015..
  11. ↑ Cincotta, Aude; Nicolaï, Michaël; Campos, Hebert Bruno Nascimento; McNamara, Maria; D’Alba, Liliana; Shawkey, Matthew D.; Kischlat, Edio-Ernst; Yans, Johan; Carleer, Robert; Escuillié, François; Godefroit, Pascal (2022-04-01). "Pterosaur melanosomes support signalling functions for early feathers". Nature(англ.). 604 (7907): 684–688. Bibcode:2022Natur.604..684C. doi:10.1038/s41586-022-04622-3. ISSN 1476-4687. PMC 9046085. PMID 35444275. S2CID 248298392.

Літаратура

[правіць | правіць зыходнік]

Спасылкі

[правіць | правіць зыходнік]