Консультация № 189751
10.09.2016, 14:23
0.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Клеточный кворум. Наличие развитой системы межклеточного
сигналинга - очень важная предпосылка появления многоклеточности. В
простейшем случае состоит она из клетки, которая секретирует определенную
вещество, воспринимается специфически рецептором на другой клетке,
активируя в ней определенный сигнальный каскад. предложите модель
происхождения и ранней эволюции такой системы, учитывая эволюцию
рецепторов и внутриклеточных сигнальных систем. Подскажите идею, как построить модель. Я все понятия разобрала, а модель построить не могу, не какие мысли в голову не лезут, турнир в понедельник, подскажите что-то))

Обсуждение

давно
Модератор
156417
2175
11.09.2016, 10:52
общий
это ответ
Здравствуйте, anahit-00!
Попробуем предложить ситуацию, в которой возникновение подобного взаимодействия клеток является весьма эволюционно выгодным.
Пусть, например,
  • клеткам необходимы в существенном количестве вещества А и В,
  • клетки способны их производить и выводить избыток во внешнюю среду,
  • но для эффективного производства этих веществ необходим несколько различный состав внутриклеточной среды,
  • при этом производство обоих веществ в сбалансированном количестве гораздо менее выгодно, чем специализация на одном из них,
  • перестроение под производство только одного из веществ является затратным (и может даже быть необратимым, но это уже фактор, возникающий на более поздних этапах эволюции колонии),
  • клетки также способны поглощать эти вещества из внеклеточной среды и оценивать их содержание в ней
  • пусть вещество А необходимо в значительно большем количестве, чем вещество Б, а в нейтральной ситуации клетка производит некоторый избыток вещества А, но плохо обеспечивает себя веществом В
Как пример может служить фотосинтез и связывание азота - у некоторых водорослей наблюдается подобное разделение обязанностей между клетками.
В данной ситуации разумно предположить эволюционное возникновение и развитие механизма, позволяющего клеткам перестраивать производство этих веществ в зависимости от их наличия во внешней среде:
  • При наличии во внеклеточной среде достаточного количества вещества В клетки перестают производить его и производят больший избыток вещества А
  • При существенном избытке вещества А (то есть в достаточно крупной колонии) и недостатке вещества В клетка может перестроиться на производство вещества В, теряя возможность производить вещество А
Тут уже возникает условие, когда в достаточно большой колонии часть клеток перестраивается на производство вещества В, а остальные снабжают их веществом А. При этом, такое разделение возникает практически без сигнальной системы - в качестве сигнального вещества на раннем этапе работает сам продукт, которым обмениваются клетки.

Но здесь имеется существенный недостаток - если перестроение производства и накопление вещества В происходит достаточно медленно, слишком много клеток могут начать перестраиваться одновременно.
Решением этой проблемы является возникновение сигнальной системы - клетка, специализирующаяся на веществе В, может также выделять некое сигнальное вещество С (которое изначально может являться просто побочным продуктом одной из реакции), при этом его производство начинается уже на раннем этапе перестроения клетки под производство вещества Б.
Далее должен возникнуть рецептор, реагирующий на вещество С. Наличие во внеклеточной среде вещества С подавляет в клетках, производящих вещество А, механизм, ответственный за перестроение на производство вещества В. Таким образом, благодаря этому сигнальному механизму, клетки в колонии могут адекватно оценить производство в колонии вещества В в ближайшем будущем и необходимость дальнейшего увеличения его производства - сохраняя наиболее сбалансированное и эффективное производство обоих веществ для дальнейшего роста колонии.

Подобным образом возникает разделение функций клеток и сигнальная система для его регуляции, как предпосылки для развития многоклеточности.
Надеюсь, данная схема поможет Вам.
5
Спасибо вам огромное!!! Быстро, а главное как выручили!!!
Форма ответа