Dictyostelid - Dictyostelid

Dictiostelídeo
Dictyostelium discoideum 02.jpg
Dictyostelium discoideum
Classificação científica e
Domínio: Eukaryota
Filo: Amoebozoa
Subfilo: Conosa
Infrafilo: Mycetozoa
Classe: Dictyostelia
Lister 1909, emenda. Olive 197
Pedidos

Os dictiosstelídeos ( Dictyostelia / Dictyostelea , ICZN ou Dictyosteliomycetes , ICBN ) são um grupo de fungos viscosos celulares ou amebas sociais .

Comportamento multicelular

Uma placa de Petri de Dictyostelium .

Quando o alimento (normalmente bactérias) está prontamente disponível, os dictiosstelídeos se comportam como amebas individuais, que se alimentam e se dividem normalmente. No entanto, quando o suprimento de comida se esgota, eles se agregam para formar um conjunto multicelular, chamado de pseudoplasmodium, grex ou lesma (não deve ser confundido com o molusco gastrópode chamado lesma ). O grex tem um anterior e um posterior definidos, responde aos gradientes de luz e temperatura e tem a capacidade de migrar. Sob as circunstâncias corretas, o grex amadurece formando um sorocarpo (corpo frutífero) com um talo suportando um ou mais sori (bolas de esporos). Esses esporos são células inativas protegidas por paredes celulares resistentes e tornam-se novas amebas quando o alimento está disponível.

No Acytostelium , o sorocarpo é sustentado por um pedúnculo composto de celulose , mas em outros dictiostélios o pedúnculo é composto por células, às vezes ocupando a maior parte das amebas originais. Com algumas exceções, essas células morrem durante a formação do caule, e há uma correspondência definida entre as partes do grex e as partes do corpo frutífero. A agregação de amebas geralmente ocorre em riachos convergentes. As amebas se movem usando pseudópodes filosos e são atraídas por produtos químicos produzidos por outras amebas. No Dictyostelium , a agregação é sinalizada pelo cAMP , mas outros usam produtos químicos diferentes. Na espécie Dictyostelium purpureum , o agrupamento se dá por parentesco, não apenas por proximidade.

Usa como organismo modelo

Dictyostelium tem sido usado como um organismo modelo em biologia molecular e genética , e é estudado como um exemplo de comunicação celular , diferenciação e morte celular programada . É também um exemplo interessante da evolução da cooperação e da trapaça. Um grande corpo de dados de pesquisa sobre D. discoideum está disponível on-line em DictyBase .

Ciclo de vida do Dictyostelium

Mecanismo de agregação em Dictyostelium

Diagrama mostrando como uma ameba Dictyostelium discoideum responde ao AMPc

O mecanismo por trás da agregação das amebas depende do monofosfato de adenosina cíclico (cAMP) como uma molécula de sinal. Uma célula, a fundadora da colônia, começa a secretar cAMP em resposta ao estresse. Outros detectam esse sinal e respondem de duas maneiras:

  • A ameba se move em direção ao sinal.
  • A ameba secreta mais cAMP para aumentar o sinal.

O efeito disso é retransmitir o sinal por toda a população próxima de amebas e causar movimento interno para a área de maior concentração de cAMP.

Dentro de uma célula individual, o mecanismo é o seguinte:

  1. A recepção de cAMP na membrana celular ativa uma proteína G
  2. A proteína G estimula a adenilato ciclase
  3. cAMP se difunde para fora da célula para o meio
  4. O cAMP interno inativa o receptor de cAMP externo.
  5. Uma proteína G diferente estimula a Fosfolipase C
  6. IP 3 induz liberação de íon de cálcio
  7. Os íons de cálcio atuam no citoesqueleto para induzir a extensão dos pseudópodes .

Como a concentração interna de AMPc inativa o receptor de AMPc externo, uma célula individual apresenta comportamento oscilatório . Esse comportamento produz belas espirais vistas em colônias convergentes e é uma reminiscência da reação de Belousov-Zhabotinsky e dos autômatos celulares cíclicos bidimensionais .

Genoma

Todo o genoma do Dictyostelium discoideum foi publicado na Nature em 2005 pelo geneticista Ludwig Eichinger e colaboradores. O genoma haplóide contém aproximadamente 12.500 genes em 6 cromossomos. Para efeito de comparação, o genoma humano diplóide tem 20.000-25.000 genes (representados duas vezes) em 23 pares de cromossomos. Há um alto nível de nucleotídeos adenosina e timidina (~ 77%) levando ao uso de códons que favorece mais adenosinas e timidinas na terceira posição. Repetições em tandem de trinucleotídeos são abundantes em Dictyostelium , que em humanos causam distúrbios de repetição de Trinucleotídeos .

Reprodução sexual

O desenvolvimento sexual pode ocorrer quando as células amebóides estão famintas por seu suprimento de alimento bacteriano e há presença de condições escuras e úmidas. Ambas as cepas heterotálicas e homotálicas de Dictostelium podem sofrer acasalamento. O desenvolvimento sexual heterotálico foi mais extensivamente estudado em D. discoideum , e o desenvolvimento sexual homotálico foi mais bem estudado em D. mucoroides . Os acasalamentos heterotálicos são iniciados pela fusão de células haplóides (gametas) de duas cepas do tipo de acasalamento oposto. Isso contrasta com as cepas homotálicas que parecem expressar os dois tipos de acasalamento.

O acasalamento é iniciado pela gametogênese que produz gametas pequenos e móveis que se fundem para formar uma pequena célula binucleada . O volume da célula binucleada então aumenta para produzir uma célula binuclear gigante. À medida que o crescimento prossegue, os núcleos incham e depois se fundem, formando um verdadeiro zigoto gigante diplóide. Enquanto isso está ocorrendo, as amebas estão passando por quimiotaxia induzida por AMPc em direção à superfície da célula gigante. Isso forma um agregado celular e, no centro do agregado, a célula gigante do zigoto ingere as amebas circundantes. A fagocitose é seguida pela digestão das amebas ingeridas. Em seguida, o zigoto forma um macrocisto caracterizado por uma bainha de celulose extracelular circundante. Depois que o macrocisto é formado, ele normalmente permanece dormente por um período antes que a germinação possa ocorrer. Dentro do macrocisto, o zigoto diplóide sofre meiose seguida por sucessivas divisões mitóticas. Quando o macrocisto germina, ele libera muitas células amebóides haplóides.

Classificação

O primeiro dictioestelídeo descrito foi Dictyostelium mucoroides em 1869 por Oskar Brefeld.

Descoberto pela primeira vez em uma floresta da Carolina do Norte em 1935, o Dictyostelium discoideum foi inicialmente classificado como 'fungos inferiores'. e nos anos subsequentes nos reinos Protoctista , Fungi e Tubulomitochondrae . Na década de 1990, a maioria dos cientistas aceitou a classificação atual.

Amoebozoa é agora considerado pela maioria como formando um clado separado em nível de reino, sendo mais intimamente relacionado a animais e fungos do que a plantas.

Cladograma de Dictiostelia
 
Actyosteliales
Cavenderiaceae
 

Cavenderia

 
 
Acytosteliidae
 

Acitostélio

 
 

Heterostelium

 
 

Rostrostelium

 
 
 
Dictyosteliales
Dictyosteliidae
 

Dictyostelium

 
 

Polysphondylium

 
 
Raperosteliaceae
 

Espeleostélio

 
 
 

Tieghemostelium

 
 
 

Hagiwaraea

 
 

Raperostelium

 
 
 
 
 
 

Classs Dictyostelia Lister 1909 em. Olive 1970

Organismo hospedeiro modelo para Legionella

Dictyostelium compartilha muitas características moleculares com macrófagos , o hospedeiro humano da Legionella . A composição do citoesqueleto de D. discoideum é semelhante à das células de mamíferos, assim como os processos conduzidos por esses componentes, como fagocitose, tráfego de membrana, trânsito endocítico e classificação de vesículas. Como os leucócitos, D. discoideum possui capacidade quimiotática. Portanto, D. discoideum representa um sistema modelo adequado para determinar a influência de uma variedade de fatores da célula hospedeira durante as infecções por Legionella .

Referências

links externos