Kromatoforok (a görög χρῶμα - szín és a görög φορός - hordozó) - pigmenttartalmú vagy fényvisszaverő sejtek állatokban és emberekben (ugyanúgy, mint a pigmentsejtek ), vagy pigmentet tartalmazó intracelluláris organellák növényekben és mikroorganizmusokban.
Az érett kromatoforokat fehér fényben szín (pontosabban " tónus ") alosztályba sorolják:
| cím | szín | etimológia |
|---|---|---|
| xantoforok | sárga | |
| eritroforok | piros | |
| iridoforok | ( tükröződés / ragyogás ) | |
| leukoforok | fehér | |
| melanoforok | fekete barna | |
| cianoforok [kb. egy] | kék |
A kromatoforok a növényi szövetekben találhatók, és színüket adják. Egy sejt, amely pigmentet tartalmaz. Emberben ilyen, melaninszemcsékben gazdag sejtek találhatók a bőrben, a hajban, valamint a szem íriszében és retinájában.1) Állatokban és emberekben – ugyanúgy, mint a pigmentsejtek. 2) Növényekben - barna és zöld algák organellák, amelyek szalaggal (például Spirogirában) és csillag alakúak. A magasabb rendű növények kloroplasztjaihoz hasonlóan kétrétegű fehérje-lipid membrán választja el a sejt citoplazmájától. Klorofillt, karotinoidokat és egyéb összetevőket tartalmaznak; fotoszintézist hajtanak végre. 3) Mikroorganizmusokban - fotoszintetikus baktériumok organellumai, amelyeket általában nem választ el a citoplazmától egy membrán. Bakterioklorofillokat, karotinoidokat és számos elektronhordozót, valamint a pigmentek szintézisében részt vevő enzimeket tartalmaznak; fotoszintézist hajtanak végre.
Egyes fajok gyorsan megváltoztathatják színüket olyan mechanizmusok segítségével, amelyek mozgatják a pigmenteket és átirányítják a fényvisszaverő kromatofor lemezeket. Ezt a folyamatot gyakran használják álcázásra , és fiziológiás színváltozásnak nevezik. A fejlábúak, például a polipok , összetett, izomvezérelt kromatoforszervekkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a színváltozást, míg a gerincesek, például a kaméleonok hasonló hatást érnek el a sejtjelátvitel révén . A jeleket hormonok vagy neurotranszmitterek viszik a sejtbe , és kiválthatják a hangulat, a környezeti hőmérséklet, a stressz vagy a környezet látható változásai.
Ellentétben a hidegvérű állatokkal, az emlősökben és a madarakban a kromatoforszerű sejteknek csak egy osztálya van: a melanociták . Hidegvérű megfelelőjüket, a melanoforokat a tudósok tanulmányozzák, hogy megértsék az emberi betegségeket, és a gyógyszerfejlesztés eszközeként használják őket.
A gerinctelen állatokban talált festett sejteket először "chromoforo" néven írták le egy olasz folyóiratban 1819-ben. . Később bevezették a "kromatofor" kifejezést, amely a fejlábúak és poikiloterm gerincesek idegtalajból fejlődő pigmenttartalmú sejtjeit jelenti. A kromatofor kifejezés az ókori görög görög szavakból származik . χρωμα , jelentése "szín" és görögül. φορο , "hordozó". A kromatocita kifejezést emlősök és madarak megfestett sejtjeinek megjelölésére használják ( görögül κυτε jelentése „sejt”). Ezekben az állatcsoportokban csak egyfajta kromatocitát, a melanocitákat találtak .
A kromatoforok belső szerkezetének és színének megértéséhez szükséges, a részletes osztályozáshoz szükséges szint csak a 20. század 60-as éveiben valósult meg. A kromatoforok osztályozása a mai napig változatlan, annak ellenére, hogy a közelmúltban bizonyítékok támasztják alá, hogy a pigmentek bizonyos biokémiai tulajdonságai mennyire hasznosak lehetnek a sejtműködés megértésében. .
A molekuláknak két fő osztálya van: biokrómok és kemokrómok [ kifejezés ismeretlen ] . A biokrómok valódi pigmenteket tartalmaznak, például karotinoidokat és pteridineket . Ezek a pigmentek szelektíven elnyelik a látható napspektrum egy részét, a másikat pedig visszaverik. A kemokrómok, más néven „szerkezeti színek”, bizonyos hullámhosszakat visszaverve, míg másokat átadva, interferenciával és szórással hoznak létre színt.
Nem minden színező pigmentet tartalmazó sejt kromatofor (de minden kromatofor tartalmaz pigmenteket vagy fényvisszaverő struktúrákat, kivéve). Például a hem a biokróm (festék), amely a vér jellegzetes vörös színét adja, és a vörösvérsejtekben (eritrocitákban) található, amelyek az élet során a csontvelőben keletkeznek, szemben a kromatoforokkal, amelyek az embrionális fejlődés során keletkeznek. Ezért az eritrociták nem tartoznak a kromatoforokhoz.
A xantoforokat kromatoforoknak nevezzük, amelyek nagy mennyiségű sárga pigmentet tartalmaznak. A vörös-narancssárga karotinoidok által dominált kromatoforokat eritroforoknak nevezzük. . Egy sejtben ptiridinnel és karotinoidokkal töltött hólyagok (vezikulák) fordulhatnak elő, ilyenkor színét a vörös és sárga pigmentek mennyiségének aránya határozza meg. Így a szín szerinti felosztás meglehetősen feltételes.
A pteridinek guanozin-trifoszfátból történő szintézisének képessége a kromatoforok jellemző tulajdonsága, de a xantoforok minden valószínűség szerint más módon is szintetizálhatók, ami a sárga pigmentek tartalmának növekedéséhez vezet. Ezzel szemben a karotinoidok kiválasztódnak a táplálékból, és az eritroforokban halmozódnak fel. Ezt a tényt először zöld (normál) békák tenyésztésével állapították meg karotinhiányos tücskök táplálékon . A karotin hiánya a békák táplálékában az eritroforok vörös-narancssárga színkomponensének hiányához vezetett. Ennek eredményeként a békák zöldek helyett kékek lettek. .
Az iridoforok színes sejtek, amelyek a kristályos guaninból származó kemokrómok segítségével verik vissza a fényt . A guaninlemezek felületére beeső fény diffrakciója jellegzetes irizáló (iridáló) szín megjelenését idézi elő. A megfigyelt szín természetét a kemokróm orientációja határozza meg . A fényszűrőként működő biokrómokkal kombinálva az iridoforok Tyndall-effektust hoznak létre , élénk kék vagy élénkzöld színt adva a szöveteknek. .
A melanoforok eumelanint, egyfajta melanint tartalmaznak, amely fekete vagy sötétbarna pigmentet tartalmaz magas fényelnyelő képességének köszönhetően. Az eumelanint melanoszómáknak nevezett vezikulák tartalmazzák, és az egész sejtben eloszlik. Az eumelanint tirozinból szintetizálják egymás utáni (katalizált) kémiai reakciók eredményeként, és egy komplex kémiai vegyület, amely dihidroxiindolból [ nem ismert kifejezés ] és dihidroxi-indol-2-karbonsavból [ kifejezés ismeretlen ] pirolitikus gyűrűkkel áll . . A melanin szintézisének fő enzime a tirozináz . A tirozináz működésének megsértése albinizmushoz vezet a melaninszintézis lehetetlensége miatt.
A melanoforok a legszélesebb körben vizsgált sejtek. Ezt elősegíti észrevehető színük, magas sejttartalmuk, valamint az a tény, hogy a melanociták, a melanoforok analógjai az emberi pigmenttartalmú sejtek egyetlen osztálya. Vannak azonban különbségek a melanoforok és a melanociták között. egyfajta melanin. A melanociták képesek a pheomelanin sárga/vörös pigmentet az eumelaninnal együtt szintetizálni .
1995-ben kimutatták, hogy egyes mandarinfajok élénkkék színei a ciános biokrómoknak köszönhetők, nem pedig a kemokrómoknak. Ez a pigment, amely a Callionymidae család legalább két fajában megtalálható , nagyon ritka az állatvilágban, a kék szín általában a kemokromátok jelenlétének köszönhető. Ezek az adatok lehetővé teszik, hogy egy speciális kromatofor - cianofor - jelenlétéről beszéljünk.
Sok faj képes pigmentet mozgatni a kromatoforokon belül, lehetővé téve számukra a szín megváltoztatását. Ezt a folyamatot, amelyet fiziológiás színváltozásnak neveznek, jól tanulmányozták a melanoforokban. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a melanin a legsötétebb és leginkább látható pigment. A legtöbb, viszonylag vékony bőrű fajnál a bőr melanoforok általában laposak és nagy területet fednek le. A vastagbőrű állatokban, például a hüllőkben a bőr melanoforokat gyakran háromdimenziós blokkokká egyesítik más kromatoforokkal. Ezek a kromatoforok bőrkomplexei egy xantofor vagy eritrofor felső rétegéből állnak, ezt követi egy iridofor, és egy alsó melanoforréteg, amelynek szálai fedik az iridoforokat [1] .
Mindkét típusú dermális melanofor fontos szerepet játszik a fiziológiás színváltozás folyamatában. A lapos dermális melanoforok gyakran átfedik más kromatoforokat, így amikor a pigment eloszlik a sejtben, a bőr sötét színűvé válik. Ha a pigment a sejt közepéhez közelebb koncentrálódik, más kromatoforok pigmentjei közelebb nyúlnak a felszínhez, és a bőr színt vesz fel. Hasonlóképpen, miután a melanin összegyűlik a bőrkromatofor komplexben, a bőr zöld színűvé válik, mivel az iridoforok által visszavert fényt átszűrik a xantoforrétegen. Mivel más biokromatikus kromatoforok is pigmenttranszlokációt mutatnak, a sokféle kromatoforral rendelkező állatok sokféle színre tehetnek szert az osztódási hatás kihasználásával.
A kétkopoltyús puhatestűeknek összetett szerveik vannak, amelyek segítségével gyorsan megváltoztatják a színüket. Ez a képesség különösen erős az élénk színű tintahalak, tintahalak és polipok esetében. Minden kromatofor komplex egy kromatoforból és számos izomból, idegsejtből, neurogliából és membránból áll. A kromatofor belsejében a pigmentszemcsék egy speciális zacskóban vannak. A színváltozást ezeknek a tasaknak a deformációja biztosítja, ami optikai tulajdonságaik megváltozásához vezet. Ez a mechanizmus különbözik a halak, kétéltűek és hüllők fiziológiás színváltozásának mechanizmusától.
A polipok képesek manipulálni a kromatoforokat. A kromatoforokat irányító idegek az agyban az általuk irányított kromatoforok eloszlásának megfelelő sorrendben helyezkednek el. Ez a feltevés megmagyarázza, hogy a neuronok szekvenciális gerjesztésekor a színváltozásnak miért van hullám jellege. A kaméleonokhoz hasonlóan a lábasfejűek is fiziológiás színváltozásokat használnak a kommunikációhoz. Ráadásul a lábasfejűek elképesztően pontosan képesek alkalmazkodni a környező háttér színéhez és állagához, mimikában tartják az állatvilág rekordját.
A fototróf baktériumok membránjában is találtak kromatoforokat. Itt elsősorban fotoszintézisre használják, bakterioklorofillt és karotinoidokat tartalmaznak . [2] A lila baktériumokban , például a Rhodospirillum rubrumban , a fényelnyelő fehérjék a kromatofor membránjában helyezkednek el. A zöld kénbaktériumokban azonban speciális antennakomplexekben, az úgynevezett kloroszómákban találhatók . [3]