Оцеллоид - Ocelloid

Не путать с глазок (пл. глазки), простая светочувствительная структура, обнаруженная у беспозвоночных.
Изображение отдельной клетки с большим ядром и оцеллоидом, состоящим из округлой «линзы» и темного пигментированного дискообразного тела сетчатки.
А световая микрофотография динофлагеллята, содержащего оцеллоид. В ядро отмечен п, оцеллоид обозначен двойной стрелкой, а расширение задней ячейки указано стрелкой; масштабная линейка = 10 мкм.[1]

An оцеллоид субклеточная структура, обнаруженная в семья Warnowiaceae (варновииды), входящие в группу одноклеточные организмы известный как динофлагелляты. Оцеллоид аналогичен по структуре и функциям глаза из многоклеточный организмы, которые фокусируют, обрабатывают и обнаруживают свет. Оцеллоид намного сложнее, чем глазное пятно, светочувствительная структура, также обнаруженная в одноклеточных организмах, и на самом деле является одной из самых сложных известных субклеточных структур.[2] Это было описано как яркий пример конвергентная эволюция.[3]

История

Первоначально оцеллоид был описан в 1884 году.[4] Ранние описания были встречены скептически и выдвинули гипотезу о том, что это глаз многоклеточного организма, случайно поглощенный одноклеточным организмом.[2] Возможность того, что он имел эволюционное отношение к пластиды рассматривались, по крайней мере, с 1970-х годов, хотя до 2010-х прямых доказательств было мало.[5]

Структура

Оцеллоид крупным планом.
Микрофотография одного оцеллоида; масштабная линейка = 5 мкм.[1]
Электронная микрофотография в оттенках серого оцеллоида в его клеточном контексте. Из-за используемой техники микроскопии обычно прозрачная гиалосома кажется почти такой же темной, как тело сетчатки.
А отрицательное окрашивание трансмиссионная электронная микрофотография оцеллоида (белый квадрат), указывающий на гиалосому (H) и тело сетчатки (R), а также на часть поршня (Ps). Шкала шкалы = 10 мкм.[5]

Оцеллоиды содержат субкомпоненты, аналогичные структурам глаза, включая линза, роговица, Ирис, и сетчатка.[2] Его можно разделить на две подконструкции: полупрозрачную, округлую. гиалосома и сильно пигментированный меланосома, также известный как тело сетчатки или пигментный стакан.[5] Гиалосома служит рефракционным линза оцеллоида; он окружен слоем митохондрии служит роговицей и имеет сужающие кольца, аналогичные Ирис. Тело сетчатки имеет внутреннее строение, напоминающее тилакоид мембраны в хлоропласты и содержит белки, относящиеся к бактериородопсин, светочувствительный белок, содержащийся в некоторых археи.[2][5]

С помощью одноклеточный геномика и электронная микроскопия техники, оцеллоид, как было показано, состоит из нескольких мембраносвязанный органеллы с четким эндосимбиотический происхождение происходит из нескольких линий перидинин -содержащий пластиды.[2] Это открытие получило широкое внимание в научно-популярный СМИ после того, как об этом было сообщено в 2015 году.[6][7][8]

Функция

Диаграммы в градациях серого структур глазного яблока и глаза позвоночных, демонстрирующие аналогичные позиционные отношения между гиалосомой / хрусталиком и телом сетчатки / сетчаткой.
Сравнение структур оцеллоида (1) и позвоночное животное глаз (2). Компоненты обозначены как гиалосома (H), тело сетчатки / сетчатка (R) и кристаллин линза (С).[5]

Из-за сильного структурного сходства между оцеллоидом и многоклеточный глаза, долгое время предполагалось, что оцеллоид функционирует как фоторецептор; однако это трудно определить экспериментально, поскольку варновииды не могут быть культурный в лаборатории, а изоляты из естественной среды обитания быстро разрушаются. Было показано, что морфология оцеллоида изменяется в ответ на освещение окружающей среды, что структура оцеллоида может быть нарушена воздействием очень яркого света и что он содержит белки с сходство последовательностей известным светочувствительным белкам.[5] Было высказано предположение, что оцеллоид помогает в обнаружении добыча, возможно, другие динофлагелляты.[2]

Эволюция

Оцеллоиды считаются синапоморфный характер варновиид - то есть они присутствуют у всех варновиидов и предположительно присутствуют у общего предка, но не присутствуют у ближайших современных родственников, поликрикоид динофлагелляты. Эти две группы разделяют другие необычно сложные субклеточные структуры, такие как нематоцисты и поршни.[1][4]

Молекулярные доказательства убедительны, что оцеллоиды состоят из нескольких эндосимбионты: митохондрии и хотя бы один тип пластида. Оцеллоиды, вероятно, будут гомологичный на гораздо менее сложные пластидсодержащие пятна обнаружен у других отдаленно родственных динофлагеллят.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Hoppenrath, M; Бахварофф, TR; Handy, SM; Delwiche, CF; Леандер, BS (25 мая 2009 г.). «Молекулярная филогения динофлагеллят, содержащих оцеллоиды (Warnowiaceae), на основе последовательностей рДНК SSU и LSU». BMC Эволюционная биология. 9: 116. Дои:10.1186/1471-2148-9-116. ЧВК  2694157. PMID  19467154.
  2. ^ а б c d е ж грамм Грегори С. Гавелис, Шихо Хаякава, Ричард А. Уайт III, Такаши Годжобори, Кертис А. Саттл, Патрик Дж. Килинг, Брайан С. Линдер (2015). «Глазоподобные оцеллоиды построены из различных эндосимбиотических компонентов». Природа. 523 (7559): 204–7. Bibcode:2015Натура.523..204G. Дои:10.1038 / природа14593. HDL:10754/566109. PMID  26131935.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  3. ^ Richards, Thomas A .; Гомес, Суэли Л. (1 июля 2015 г.). «Протистология: как построить микробный глаз». Природа. 523 (7559): 166–167. Bibcode:2015Натура.523..166R. Дои:10.1038 / природа14630. PMID  26131934.
  4. ^ а б Гомес, Фернандо; Лопес-Гарсия, Пурификасьон; Морейра, Дэвид (сентябрь 2009 г.). «Молекулярная филогения динофлагеллят, несущих оселлоид, и (Warnowiaceae, Dinophyceae)». Журнал эукариотической микробиологии. 56 (5): 440–445. Дои:10.1111 / j.1550-7408.2009.00420.x. PMID  19737196.
  5. ^ а б c d е ж Хаякава, Шихо; Такаку, Ясухару; Хван, Юнг Шань; Хоригути, Такео; Шуга, Хироши; Геринг, Вальтер; Икео, Кадзухо; Годжобори, Такаши; Грибальдо, Симонетта (3 марта 2015 г.). "Функция и эволюционное происхождение одноклеточной структуры глаза камеры". PLOS ONE. 10 (3): e0118415. Bibcode:2015PLoSO..1018415H. Дои:10.1371 / journal.pone.0118415. ЧВК  4348419. PMID  25734540.
  6. ^ Йонг, Эд (2 июля 2015 г.). «Глаз одноклеточного существа сделан из одомашненных микробов». Явления: не совсем ракетостроение. Национальная география. Получено 2015-07-30.
  7. ^ "У одноклеточного хищника появляется крошечный глаз, похожий на человеческий.'". Phys.org. 1 июля 2015 г.. Получено 2015-07-30.
  8. ^ Эк, Эллисон (16 июля 2015 г.). «Самый невероятный глаз на Земле принадлежит существу без мозга». Nova Next. PBS. Получено 2015-07-30.

внешняя ссылка