Ocelloid - Ocelloid

Nesmí být zaměňována s ocellus (pl. ocelli), jednoduchá struktura citlivá na světlo nalezená u bezobratlých.
Obrázek jedné buňky s velkým jádrem a ocelloidem, která se skládá z kulaté „čočky“ a tmavě pigmentovaného těla sítnice ve tvaru disku.
A světelný mikrofotografie dinoflagelátu obsahujícího ocelloid. The jádro je označen n, ocelloid je označen dvojitým hrotem šipky a prodloužení zadní buňky je označeno šipkou; měřítko = 10 um.[1]

An ocelloid je subcelulární struktura nalezená v rodina Warnowiaceae (warnowiids), kteří jsou členy skupiny jednobuněčné organismy známý jako dinoflageláty. Oceloid je strukturou a funkcí analogický s oči z mnohobuňečný organismy, které zaostřují, zpracovávají a detekují světlo. Oceloid je mnohem složitější než eyespot, struktura citlivá na světlo, která se také nachází v jednobuněčných organismech, a je ve skutečnosti jednou z nejsložitějších známých subcelulárních struktur.[2] Byl popsán jako pozoruhodný příklad konvergentní evoluce.[3]

Dějiny

Oceloid byl původně popsán v roce 1884.[4] Dřívější popisy se setkaly se skepticismem a předpokládalo se, že představují oko mnohobuněčného organismu shodou okolností pohlceného jednobuněčným organismem.[2] Možnost, že to mělo evoluční vztah plastidy byly považovány přinejmenším od 70. let, ačkoli do roku 2010 nebylo přímých důkazů málo.[5]

Struktura

Detailní obraz ocelloidu.
Mikrofotografie jednoho ocelloidu; měřítko = 5 um.[1]
Elektronový mikrofotograf ve stupních šedi oceloidu v jeho buněčném kontextu. Vzhledem k použité mikroskopické technice se normálně průsvitný hyalosom jeví téměř stejně tmavě zbarvený jako tělo sítnice.
A negativní barvení transmisní elektronový mikrofotografie ocelloidu (bílá krabička), označující hyalosom (H) a tělo sítnice (R), stejně jako část pístu (Ps). Měřítko = 10 um.[5]

Ocelloidy obsahují dílčí složky analogické strukturám očí včetně objektiv, rohovka, duhovka, a sítnice.[2] Lze jej rozdělit na dvě substruktury, průsvitnou, kulatou hyalosome a těžce pigmentovaný melanosom, také známý jako tělo sítnice nebo pigmentový kalíšek.[5] Hyalosome slouží jako refraktor objektiv ocelloidu; je obklopen vrstvou mitochondrie slouží jako rohovka a má stahovací kroužky analogické k duhovka. Tělo sítnice má vnitřní strukturu připomínající thylakoid membrány dovnitř chloroplasty a obsahuje příbuzné proteiny bakteriorhodopsin, protein citlivý na světlo nalezený v některých archaea.[2][5]

Použitím jediná buňka genomika a elektronová mikroskopie Bylo prokázáno, že ocelloid sestává z několika technik vázané na membránu organely s výraznými endosymbiotikum původ odvozený z více linií rodu peridinin -obsahující plastidy.[2] Tento objev získal širokou pozornost v populární věda média poté, co byla uvedena v roce 2015.[6][7][8]

Funkce

Stupně šedi diagramy struktur oceloidního a obratlovcového oka, ukazující analogické polohové vztahy mezi hyalosomem / čočkou a tělem sítnice / sítnicí.
Srovnání struktur oceloidu (1) a obratlovců oko (2). Složky jsou označeny jako hyalosom (H), tělo sítnice / sítnice (R) a krystalin objektiv (C).[5]

Vzhledem k silné strukturální podobnosti mezi ocelloidem a metazoan oči, dlouho se spekulovalo, že ocelloid funguje jako fotoreceptor; je však obtížné to experimentálně určit, protože warnowiidy nemohou být kultivovaný v laboratoři a izoláty z přírodních stanovišť rychle degradují. Bylo prokázáno, že morfologie ocelloidů se mění v reakci na osvětlení prostředí, že ocelloidní struktura může být narušena vystavením extrémně jasnému světlu a že obsahuje proteiny s sekvenční podobnost ke známým proteinům citlivým na světlo.[5] Spekulovalo se, že ocelloid pomáhá při detekci kořist, případně jiné dinoflageláty.[2]

Vývoj

Ocelloidy jsou považovány za synapomorfní znak pro warnowiidy - to znamená, že jsou přítomni ve všech warnowiidech a předpokládá se, že jsou přítomni ve společném předkovi, ale nejsou přítomni v nejbližších existujících příbuzných, polykrikoid dinoflageláty. Tyto dvě skupiny sdílejí další neobvykle složité subcelulární struktury, jako jsou nematocysty a písty.[1][4]

Molekulární důkaz je přesvědčivý, že ocelloidy se skládají z více endosymbionty: mitochondrie a alespoň jeden typ plastid. Ocelloidy pravděpodobně budou homologní na mnohem méně komplexní plastid obsahující oční skvrny nachází se v jiných, vzdáleně příbuzných dinoflagelátech.[2]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Hoppenrath, M; Bachvaroff, TR; Handy, SM; Delwiche, CF; Leander, BS (25. května 2009). "Molekulární fylogeneze dinoflagelátů nesoucích ocelloidy (Warnowiaceae), jak je odvozeno ze sekvencí SSU a LSU rDNA". BMC Evoluční biologie. 9: 116. doi:10.1186/1471-2148-9-116. PMC  2694157. PMID  19467154.
  2. ^ A b C d E F G Gregory S.Gavelis, Shiho Hayakawa, Richard A. White III, Takashi Gojobori, Curtis A. Suttle, Patrick J. Keeling, Brian S. Leander (2015). „Oční ocelloidy jsou vyrobeny z různých endosymbioticky získaných komponent“. Příroda. 523 (7559): 204–7. Bibcode:2015 Natur.523..204G. doi:10.1038 / příroda1493. hdl:10754/566109. PMID  26131935.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  3. ^ Richards, Thomas A .; Gomes, Suely L. (1. července 2015). "Protistologie: Jak vybudovat mikrobiální oko". Příroda. 523 (7559): 166–167. Bibcode:2015Natur.523..166R. doi:10.1038 / příroda1430. PMID  26131934.
  4. ^ A b Gómez, Fernando; López-García, Purificación; Moreira, David (září 2009). „Molekulární fylogeneze dinoflagelátů nesoucích ocelloidy a (Warnowiaceae, Dinophyceae)“. Journal of Eukaryotic Microbiology. 56 (5): 440–445. doi:10.1111 / j.1550-7408.2009.00420.x. PMID  19737196.
  5. ^ A b C d E F Hayakawa, Shiho; Takaku, Yasuharu; Hwang, Jung Shan; Horiguchi, Takeo; Suga, Hiroshi; Gehring, Walter; Ikeo, Kazuho; Gojobori, Takashi; Gribaldo, Simonetta (3. března 2015). „Funkce a evoluční původ jednobuněčné struktury očí typu kamery“. PLOS ONE. 10 (3): e0118415. Bibcode:2015PLoSO..1018415H. doi:10.1371 / journal.pone.0118415. PMC  4348419. PMID  25734540.
  6. ^ Yong, Ed (2. července 2015). „Jednobuněčné stvoření má oko vyrobené z domestikovaných mikrobů“. Phenomena: Not Exactly Rocket Science. národní geografie. Citováno 2015-07-30.
  7. ^ „Jednobuněčný dravec vyvíjí malé oko podobné člověku'". Phys.org. 1. července 2015. Citováno 2015-07-30.
  8. ^ Eck, Allison (16. července 2015). „Nejneuvěřitelnější oko na Zemi náleží stvoření bez mozku“. Nova Další. PBS. Citováno 2015-07-30.

externí odkazy