Загадка Хемотаксиса

[Gilgamesh]

В книге «Основы биохимии» Ленинджера (стр. 32-33,том первый, издание 1985 года) написано:

Меня уже давно интересует этот вопрос, каким образом бактерии чувствуют присутствия аттрактантов или репеллента? Для этого у бактерии есть специальные рецепторы на его плазменном мембране? И эти рецепторы могут чувствовать/измерять концентрацию того вещества на разных частях клетки? Чересчур сложный механизм получается для примитивного организма!

Кроме того, и аттрактантов и репеллента ведь могут быть очень много и неужели бактерии имеет столько же видов рецепторов для их распознания?

А может быть бактерия имеет другой механизм для этой цели?

[Sonic86]

Gilgamesh в сообщении #1000520 писал(а):

Меня уже давно интересует этот вопрос, каким образом бактерии чувствуют присутствия аттрактантов или репеллента? Для этого у бактерии есть специальные рецепторы на его плазменном мембране?

Да, причем они даже не обязаны быть специфичны.

Gilgamesh в сообщении #1000520 писал(а):

И эти рецепторы могут чувствовать/измерять концентрацию того вещества на разных частях клетки?

В определенном смысле: просто градиент концентрации вызывает но одном конце больше реакции, чем на другом.

Gilgamesh в сообщении #1000520 писал(а):

Чересчур сложный механизм получается для примитивного организма!

Ничего подобного. Прочитайте например про цикл Кребса - уже там куча ферментов, а ведь он стандартен для организмов. Возьмите любой учебник по биохими и почитайте там какие-нибудь реакции: стандартное преобразование делается 10-20-ю ферментами.

Gilgamesh в сообщении #1000520 писал(а):

Кроме того, и аттрактантов и репеллента ведь могут быть очень много и неужели бактерии имеет столько же видов рецепторов для их распознания?

Тут желательно количественный пример. Вряд ли "рецепторов" больше, чем вещества для хемотаксиса.

[Gilgamesh]

Sonic86 в сообщении #1000587 писал(а):

Да, причем они даже не обязаны быть специфичны.

И как же они различают аттрактантов от репеллентов?

Sonic86 в сообщении #1000587 писал(а):

просто градиент концентрации вызывает но одном конце больше реакции, чем на другом.

И только из-за этого бактерия начинает двигаться?

[olenellus]

Gilgamesh в сообщении #1002003 писал(а):

И как же они различают аттрактантов от репеллентов?

Вас не удивляет то, как Вы сами различаете разные запахи?

Рецепторые есть в мембране, есть и не в мембране, а в цитоплазме (см. работу lac оперона).

А утверждение про то, что бактерии чувствуют "градиенты" концентраций, неверно. Бактерию можно считать точечной в таком контексте. Измерять она может только концентрацию в том месте, где находится. И никаких указателей направления у бактерии тоже нет. Что меняется, так это промежутки между "кувырканиями". Бактерия может дифференцировать концентрацию по времени. При положительной производной уменьшается частота "кувырканий", и наоборот. Это если речь идёт об аттрактанте. Если речь идёт о репеленте, то всё наоборот.

[ViolentMonkey]

Для рецептора не принципиально концентрация как таковая. Достаточно пары молекул того или иного вещества.

[olenellus]

Пары молекул в каком объёме?

[ViolentMonkey]

Конкретно сложно сказать, поскольку все зависит от количества рецепторов на мембране. Могу привести как пример ацетилхолиновый рецептор (немножко не хемотаксис, но тем не менее). 2 молекулы ацетилхолина - чтобы он открылся и впустил ионы $\mathrm{Cа}^{2+}/\mathrm{Na}^+\Rightarrow$ деполимеризация нейрона=>передача нервного импульса.

[Deggial]

ViolentMonkey, все формулы и термы здесь следует оформлять $\TeX$ом.
Инструкции по оформлению формул здесь или здесь (или в этом видеоролике).
Ваши формулы поправил. В следующий раз делайте это сами.

[olenellus]

ViolentMonkey в сообщении #1010843 писал(а):

Могу привести как пример ацетилхолиновый рецептор (немножко не хемотаксис, но тем не менее). 2 молекулы ацетилхолина - чтобы он открылся и впустил ионы

Ну и как это помешает измерить концентрацию? Она ведь измеряется не отдельным рецептором, а всей совокупностью вместе с внутриклеточными компонентами системы. Неужели и вероятность найти рецептор в связанном состоянии, а следовательно, и долю связанных рецепторов, не звисит от концентрации лиганда?

ViolentMonkey в сообщении #1010843 писал(а):

деполимеризация нейрона

Простите, что?

[ViolentMonkey]

Опечатка, деполяризация нейрона.
Все что я имел ввиду-что концентрация вещества это не какой-то "энергетический уровень" который нужно достичь, чтобы бактерия начала реагировать на стимул, а мера скорости реагирования клетки. Чем больше концентрация аттраканта, тем быстрее будет шуровать бактерия к этому месту.

[olenellus]

Я ничего не понял, но опыт показывает, что частота "кувырканий" не зависит от концентрации, если подождать достаточно долго. Это так называемое явление адаптации. Частота "кувырканий" меняется сразу после однократного изменения концентрации аттрактанта, но по прошествии 10 минут возвращается к исходному значению. Отсюда и делается вывод, что бактерия дифференцирует концентрацию по времени. Действительно, в подобных опытах из функции типа ступеньки получается что-то типа дельта-функции.