Melanosom - Melanosome

7x hastighet timelapse video av fiskemelanoforer som reagerer på 200uM adrenalin; melanosomene trekker seg tilbake til sentrum av de stjerneformede melanoforcellene
Fisk og frosk melanoforer er celler som kan endre farge ved å spre eller samle pigmentholdige melanosomer.

Et melanosom er en organell som finnes i dyreceller og er stedet for syntese, lagring og transport av melanin , det vanligste lysabsorberende pigmentet som finnes i dyreriket . Melanosomer er ansvarlige for farge og lysbeskyttelse i dyreceller og vev.

Melanosomer syntetiseres i huden i melanocyttceller , så vel som øyet i koroidale melanocytter og retinale pigmentepitelceller (RPE). I nedre virveldyr finnes de i melanoforer eller kromatoforer .

Struktur

Melanosomer er relativt store organeller som måler opp til 500 nm i diameter. De er bundet av en bilipid membran og har generelt avrundet, pølseaktig eller sigareaktig form. Formen er konstant for en gitt art og celletype. De har en karakteristisk ultrastruktur elektronmikroskopi , som varierer i henhold til modenheten til melanosomet, og for forskningsformål brukes et numerisk iscenesettingssystem noen ganger.

Syntese av melanin

Melanosomer er avhengig av pigment av visse enzymer, spesielt tyrosinase , som syntetiserer de store polymerene av melanin i cellen. Før det genererer tilstrekkelig pigment til å bli sett på lysmikroskopi , er det kjent som et pre-melanosom.

Dysfunksjon eller fravær av melaninsyntetiserende enzymer (under forhold som Chédiak – Higashi syndrom ) fører til forskjellige mønstre av albinisme .

Pseudopodia og soling

I noen melanocytter forblir melanosomene statiske i cellen. I andre kan cellen strekke overflaten på langs som midlertidige fremspring kjent som pseudopodia , som fører melanosomer vekk fra sentrum av cellen, og derved øker cellens effektivitet i å absorbere lys.

Den pseudopodiale prosessen (også kalt solingsprosessen ) skjer sakte i dermale melanocytter som svar på ultrafiolett lys og til produksjon av nye melanosomer og økt donasjon av melanosomer til tilstøtende keratinocytter , som er typiske hudoverflateceller. Donasjon skjer når noen keratinocytter sluker enden av melanocytt-pseudopodia, som inneholder mange melanosomer. Cytoplasmatisk dynein vil føre vesiklene som inneholder melanin til sentrum av cellen, noe som får melanosomer til å sekvestre keratinocyttens kjerne, og gir optimal beskyttelse mot UV-stråler. Disse endringene er ansvarlige for soling av menneskelig hud etter eksponering for UV-lys eller sollys.

Hos dyr

I mange arter av fisk , amfibier , krepsdyr og reptiler , kan melanosomer være svært mobile i cellen som respons på hormonell (eller noen ganger nevral) kontroll, noe som fører til synlige fargeforandringer som brukes til atferdssignalisering eller fotobeskyttelse .

Melanosomer som finnes i visse fiskearter inneholder pigmenter som styrer fargen på fiskens skalaer . Molekylære motorer , når de blir signalisert, vil enten føre melanosomer som inneholder pigmenter ut til periferien av cellen, eller konsentrere dem i sentrum. Motoren protein dynein er ansvarlig for konsentrering av Melanosomer mot midten av cellen, eller den "minus slutten" av mikrotubuli . Omvendt er protein kinesin ansvarlig for å spre melanosomene til periferien av cellen, og er pluss endestyrte motorer. Fordi plussendene på mikrotubuli er orientert mot periferien, vil kinesin føre melanosomer til periferien. Å spre melanosomer til periferien får cellen til å se mørkere ut; konsentrering av melanosomer mot midten vil føre til at cellen ser lysere ut. Slik fungerer et fotobeskyttende system for fisken på molekylært nivå.

Nylig ble det også funnet melanosomer i edderkopper.

De vakre og raske fargeforandringene sett i mange blæksprutter som blekksprut og blekksprut , er basert på et annet system, kromatofororganet .

I fossiler

Nylige (2008) funn av Xu Xing , en kinesisk paleontolog , inkluderer fossiliserte fjær i fjellformasjoner som stammer fra jura-perioden (200 til 150 millioner år siden) til den sene Paleogen- og Neogen-perioden (66 til 2 millioner år siden). Fjærene inneholder konserverte rester av karbon som tidligere ble antatt å være spor etter bakterier som spaltet fjærvev; disse (restene) er imidlertid mikroskopiske organiske avtrykk av fossiliserte melanosomer. Noen av disse strukturene opprettholder fortsatt en iriserende farge som er typisk for fjær- og pelsvev. Det antas at disse mikroskopiske strukturene kan studeres videre for å avsløre de originale fargene og teksturene til mykere vev i fossiler. "Oppdagelsen av ultrastrukturelle detaljer i fjærfossiler åpner opp bemerkelsesverdige muligheter for undersøkelse av andre funksjoner i myke kroppsfossiler, som pels og til og med indre organer," sa Derek Briggs fra Yale University- studieteamet.

Melanosomer ble brukt til å oppdage de sanne fargene til fossile Anchiornis huxleyi av et samarbeidsteam inkludert medlemmer fra Beijing Museum of Natural History , Peking University , Yale University , Peabody Museum of Natural History , University of Akron og University of Texas i Austin .

Mal

Det antas at melanosomer er mal for melaninpolymerisasjon ved hjelp av amyloidogenese av proteinet Pmel17 , som er til stede i store mengder i melanosomer.

Referanser

Eksterne linker