Клетъчната сигнализация в репродукцията на дрожди

Всички примери за междуклетъчна сигнализация, които сме разглеждали досега, се отнасяха за клетки, които са част от организъм. В това видео искам да покажа, че може да има междуклетъчна сигнализация между различни организми и дори между различни едноклетъчни организми. Това са снимки на дрожди. Дрождите са едноклетъчни еукариотни организми, което значи, че имат ядро. Официално дрождите се класифицират като гъби. Това, което виждаме на тази снимка, ето тук, изглежда сякаш от дрождената клетка се откъсва друга клетка. Това се случва чрез митоза, но дрождите могат да се размножават по два различни начина. Могат да се размножават безполово, чрез митоза, като на снимката, могат да се размножават и полово. Това е частта, заради която ще поговорим за сигнализиране между клетки. Това става чрез фактори, отговорни за размножаването. Във видеото ще имаме и интересна дискусия за дрождите като цяло. Да започнем с една дрождена клетка, ето тук, тя е диплоидна – има пълен набор от хромозоми. Има 16 двойки хромозоми, което ни дава общо 32 хромозоми. Това е диплоидна клетка. Чрез митоза може да се раздели, ще го направи ето така. При повечето видове дрожди клетката, която се откъсва, е по-малка, но има и видове, при които митозата е по-равномерна. Чрез митоза получаваме две диплоидни дрождени клетки. Всички тези клетки са диплоидни. Освен това искам да наблегна на това, че те са еукариотни. Ще нарисувам ядрената мембрана ето тук. Но дрождите могат да се делят и чрез мейоза. Това тук отляво беше митоза. Чрез митоза получаваме тези две клетки, но освен митоза, можем да протече и мейоза. Ако клетката премине през мейоза, ще получим четири клетки. Интересното е, че те ще бъдат един от два вида – можем да ги разглеждаме като двата пола на тези дрожди. Те могат да са тип а – ще направя тези две клетки тип а. Това тук е тип а. Или могат да са тип алфа. За тях ще използвам различен цвят. Това са клетки тип алфа. Това е друга клетка тип алфа. Тези четири клетки са се появили чрез мейоза от тази първоначална диплоидна клетка. Тъй като тя е преминала през мейоза, всяка от дъщерните клетки е хаплоидна. Всички тези клетки са хаплоидни. Това означава, че всяка от тях има по 16 хромозоми. Всяка от тях ще е хаплоидна. Всъщност всяка от тези клетки може в някаква степен да има самостоятелен живот и да продължи да се размножава чрез митоза. Това е много интересно, важно е да го отбележим. Това определено не е нещо, с което свързваме половите клетки. Ако говорим за хората, не бихме помислили, че сперматозоид може да се раздели сам, нито пък яйцеклетка. Но дрождите могат. Следователно чрез митоза тази клетка от тип а може да се превърне в две клетки от тип а. Това е интересна информация. Дори продуктите на мейозата могат да преминат през митоза. Всичко това е интересно, но то е основата, от която ще започнем да мислим за това как клетките сигнализират. Тези хаплоидни клетки са продукт на мейозата, те са ето тук. Всички идват от първоначална клетка предшественик, това е нормално, когато става дума за размножаване и за псевдополовото размножаване при дрождите. Това, което се случва, е, че всяка от клетките отделя фактори, свързани с размножаването, може да ги приемем за полови феромони. Тази клетка от тип а ще произведе фактори от тип а и ще ги отдели в пространството около себе си. Отделя тези размножителни фактори от тип а, докато клетките от тип алфа ще отделят разможителни фактори от тип алфа. Ще ги оцветя в оранжево. Те ще отделят алфа размножителни фактори. Клетките от всеки тип имат рецептори за факторите, отделени от другия тип клетки. Така че клетките от тип а имат рецептори за алфа факторите. Рецепторите ще са на повърхността на клетката. А алфа клетките ще имат рецептори за а факторите. Ще нарисувам тези рецептори в оранжево. Ще имат рецептори за факторите от тип а. Ще ги нарисува така, но в действителност това изобщо не е начинът, по който изглеждат, но това е диаграма, която дава основна идея за нещата. Да кажем, че сме при алфа клетката, чрез тези рецептори тя започва да свързва половите феромони, размножителните фактори. След това клетката започва да расте в тази посока. Започва да расте в тази посока, за която си казва, "Хей, тук усещам много от този размножителен фактор." Започва да расте в тази посока ето така. Същото нещо се случва с клетката от тип а. Тя ще свърже алфа фактори и ще си кажа, "Добре, отново усещам факторите.". Лигандът се свързва с рецептора, който е детекторът. След това сигналът се предава по начин, който прилича на MAPK сигналния път, за който говорихме в други видеа. След това отговорът на клетката е да започне да расте в посоката, от която усеща тези размножителни фактори. Това удължаване, тези израстъци на хаплоидните клетки се наричат конюгационни аскуси. На английски – shmoos. Може да се чудиш откъде идва това име. Идва от този герой тук, това е анимационен герой от средата на 20-и век. Формата им е подобна. Но да не се отклоняваме от темата. Тези аскуси се приближават и се сливат, така се формира нова диплоидна дрождена клетка. Друга диплоидна дрождена клетка. Ако този процес продължи, двата аскуса ще се слеят, генетичната информация на двете клетки ще се комбинира, при което ще получим диплоидна клетка. Сега тази диплоидна клетка ще има нова комбинация от генетична информация и може да има полза от разнообразието, получено при половото размножаване. Тази клетка е диплоидна. Този процес е детайлно изучаван, тъй като не е ясно дали тези клетки трябва са с различен генетичен произход. Те могат да имат един и същ предшественик, което поставя все още нерешен проблем пред биологията – защо съществува този вид полово размножаване, особено когато клетките идват от един и същ предшественик. Те на практика са сестрински клетки, продукт на мейоза. Както и да е, целта на това видео беше да покажем, че междуклетъчното сигнализиране може да се осъществява и на нивото на дрождите. Имаме подобно сигнализиране не само в рамките на многоклетъчния организъм, но и между организми, дори и между едноклетъчни организми.