Kromatoforer (från grekiska χρῶμα - färg och grekiska φορός - bärande) - pigmentinnehållande eller ljusreflekterande celler hos djur och människor (samma som pigmentceller ), eller pigmentinnehållande intracellulära organeller i växter och mikroorganismer.
Mogna kromatoforer är underklassade efter färg (mer exakt " ton ") i vitt ljus:
| titel | Färg | etymologi |
|---|---|---|
| xantoforer | gul | |
| erytroforer | röd | |
| iridoforer | ( reflektion / glans ) | |
| leukoforer | vit | |
| melanoforer | svart brun | |
| cyanoforer [ca. ett] | blå |
Kromatoforer finns i växtvävnader och ger dem sin färg. En cell som innehåller ett pigment. Hos människor finns sådana celler, rika på melaningranulat, i huden, i håret samt i ögats iris och näthinna 1) hos djur och människor - samma som pigmentceller. 2) I växter - organeller av bruna och gröna alger, som har ett band (till exempel i Spirogira) och en stjärnform. Separeras, liksom kloroplasterna hos högre växter, från cellens cytoplasma av ett protein-lipidmembran med två skikt. Innehåller klorofyller, karotenoider och andra komponenter; de utför fotosyntes. 3) I mikroorganismer - organeller av fotosyntetiska bakterier, som i regel inte separeras från cytoplasman av ett membran. Innehåller bakterio-klorofyller, karotenoider och ett antal elektronbärare, samt enzymer involverade i syntesen av pigment; de utför fotosyntes.
Vissa arter kan snabbt ändra sin färg med hjälp av mekanismer som flyttar pigment och omorienterar reflekterande kromatoforplattor. Denna process används ofta för kamouflage och kallas fysiologisk färgförändring. Bläckfiskar, såsom bläckfiskar , har komplexa muskelkontrollerade kromatofororgan som tillåter färgförändring, medan ryggradsdjur, såsom kameleoner , uppnår en liknande effekt genom cellsignalering . Signaler förs in i cellen av hormoner eller neurotransmittorer och kan utlösas av förändringar i humör, miljötemperatur, stress eller synliga förändringar i miljön.
Till skillnad från kallblodiga djur har däggdjur och fåglar bara en klass av kromatoforliknande celler: melanocyter . Deras kallblodiga motsvarighet, melanoforer , studeras av forskare för att förstå mänskliga sjukdomar och används som ett verktyg i läkemedelsutveckling.
Färgade celler som hittades i ryggradslösa djur beskrevs först som "chromoforo" i en italiensk tidskrift 1819. . Senare introducerades termen "kromatofor" för att hänvisa till pigmentinnehållande celler som utvecklas från nervkammen hos bläckfiskar och poikilotermiska ryggradsdjur. Termen kromatofor kommer från de antika grekiska orden grekiska. χρωμα , som betyder "färg" och grekiska. φορο , "bärare". Termen kromatocyt används för att hänvisa till färgade celler hos däggdjur och fåglar ( grekiska κυτε som betyder "cell"). I dessa grupper av djur hittades endast en typ av kromatocyter, melanocyter .
Nivån av förståelse för kromatoforernas inre struktur och färg, nödvändig för att skapa en detaljerad klassificering, uppnåddes först på 60-talet av 1900-talet. Klassificeringen av kromatoforer förblir oförändrad till denna dag, trots nya bevis på hur vissa biokemiska egenskaper hos pigment kan vara användbara för att förstå cellfunktion. .
Det finns två huvudklasser av molekyler: biokromer och kemokromer [ term okänd ] . Biokromer inkluderar äkta pigment som karotenoider och pteridiner . Dessa pigment absorberar selektivt en del av det synliga solspektrumet och reflekterar det andra. Kemokromer, även kända som "strukturella färger", skapar färg genom att reflektera vissa våglängder samtidigt som de överför andra, genom interferens och genom spridning.
Inte alla celler som innehåller färgande pigment är kromatoforer (Men alla kromatoforer innehåller pigment eller ljusreflekterande strukturer, förutom). Hem är till exempel det biokrom (färgämne) som ger blodet dess karaktäristiska röda färg och som finns i röda blodkroppar (erytrocyter), som genereras under hela livet i benmärgen, till skillnad från kromatoforer, som genereras under embryonal utveckling. Därför tillhör erytrocyter inte kromatoforer.
Xantoforer kallas kromatoforer som innehåller en stor mängd gula pigment. Kromatoforer som domineras av röd-orange karotenoider kallas erytroforer. . Vesikler (vesiklar) fyllda med ptyridin och karotenoider kan förekomma i en cell, i vilket fall dess färg bestäms av förhållandet mellan mängden röda och gula pigment. Således är uppdelningen efter färg ganska villkorad.
Förmågan att syntetisera pteridiner från guanosintrifosfat är en karakteristisk egenskap hos kromatoforer, men xantoforer kan med all sannolikhet syntetiseras på andra sätt, vilket leder till en ökning av innehållet av gula pigment. Karotenoider , däremot, utsöndras från maten och ackumuleras i erytroforer. Detta faktum fastställdes först genom att föda upp gröna (normala) grodor på en diet av syrsor som saknade karoten . Frånvaron av karoten i maten från grodor ledde till frånvaron av den röd-orange färgkomponenten i erytroforer. Som ett resultat blev grodorna blå istället för gröna. .
Iridophores är färgade celler som reflekterar ljus med hjälp av kemokromer från kristalliserat guanin . Diffraktionen av det infallande ljuset på guaninplattornas ytor orsakar uppkomsten av en karakteristisk iriserande (iriderande) färg. Naturen hos den observerade färgen bestäms av orienteringen av kemokromen . I kombination med biokromer, som fungerar som ljusfilter, skapar iridoforer Tyndall-effekten , vilket ger vävnader en ljusblå eller ljusgrön färg. .
Melanoforer innehåller eumelanin, en typ av melanin, ett svart eller mörkbrunt pigment på grund av dess höga ljusabsorberande förmåga. Eumelanin finns i vesiklar som kallas melanosomer och distribueras i hela cellen. Eumelanin syntetiseras från tyrosin som ett resultat av en serie av sekventiella (katalyserade) kemiska reaktioner och är en komplex kemisk förening bestående av dihydroxiindol [ term okänd ] och dihydroxiindol-2-karboxylsyra [ term okänd ] med pyrolytiska ringar . Huvudenzymet i syntesen av melanin är tyrosinas . Brott mot funktionen av tyrosinas leder till albinism på grund av omöjligheten av melaninsyntes.
Melanoforer är de mest studerade cellerna. Detta underlättas av deras märkbara färg, höga innehåll i celler och det faktum att melanocyter, analoger av melanoforer, är den enda klassen av mänskliga pigmentinnehållande celler. Det finns dock skillnader mellan melanoforer och melanocyter. typ av melanin. Melanocyter kan syntetisera det gula/röda pigmentet feomelanin tillsammans med eumelanin .
1995 visades det att de klarblå färgerna hos vissa mandarinarter beror på cyanerade biokromer snarare än kemokromer. Detta pigment, som finns i minst två arter av familjen Callionymidae , är mycket sällsynt i djurriket, den blå färgen beror vanligtvis på närvaron av kemokromater. Dessa data tillåter oss att tala om närvaron av en speciell typ av kromatoforer - cyanoforer.
Många arter har förmågan att flytta pigment inom kromatoforer, vilket gör att de kan ändra färg. Denna process, känd som fysiologisk färgförändring, har studerats väl i melanoforer. Detta beror på att melanin är det mörkaste och mest synliga pigmentet. Hos de flesta arter, med relativt tunn hud, är kutana melanoforer vanligtvis platta och täcker ett stort område. Hos tjockhudade djur, såsom reptiler, kombineras hudmelanoforer ofta till tredimensionella block med andra kromatoforer. Dessa hudkomplex av kromatoforer består av ett övre lager av en xantofor eller erytrofor, följt av en iridofor, och ett lägre melanoforiskt lager, vars strängar täcker iridoforerna [1] .
Båda typerna av dermala melanoforer spelar en viktig roll i processen för fysiologisk färgförändring. Platta dermala melanoforer överlappar ofta andra kromatoforer, så att när pigmentet är fördelat i cellen blir huden mörk i färgen. När pigmentet koncentreras närmare cellens mitt sticker pigmenten från andra kromatoforer närmare ytan och huden får färg. På liknande sätt, efter att melanin har samlats i hudkromatoforkomplexet, blir huden grön som ett resultat av att ljuset som reflekteras av iridoforerna filtreras genom xantoforskiktet. Eftersom andra biokromatiska kromatoforer också uppvisar pigmenttranslokation, kan djur med en mängd olika kromatoforer få en mängd olika färger genom att utnyttja uppdelningseffekten.
Två -gäl- mollusker har komplexa organ som de använder för att snabbt ändra färg. Denna förmåga är särskilt uttalad hos färgglada bläckfiskar, bläckfiskar och bläckfiskar. Varje kromatoforkomplex består av en kromatofor och många muskler, nervceller, neuroglia och membran. Inuti kromatoforen ligger pigmentgranulerna i en speciell påse. Förändringen i färg tillhandahålls av deformationen av dessa påsar, vilket leder till en förändring av deras optiska egenskaper. Denna mekanism skiljer sig från mekanismen för fysiologisk färgförändring hos fiskar, amfibier och reptiler.
Bläckfiskar visar förmågan att manipulera kromatoforer. Nerverna som styr kromatoforerna är ordnade i hjärnan i en ordning som motsvarar fördelningen av kromatoforerna de kontrollerar. Detta antagande förklarar varför, med sekventiell excitation av neuroner, färgförändringen har en vågkaraktär. Liksom kameleoner använder bläckfiskar fysiologiska färgförändringar för att kommunicera. Dessutom håller bläckfiskar, med sin otroligt exakta förmåga att anpassa sig till färgen och strukturen på den omgivande bakgrunden, rekordet för djurriket i mimik.
Kromatoforer har också hittats i membranen hos fototrofa bakterier. Här används de främst för fotosyntes, innehåller pigmentet bakterioklorofyll och karotenoider . [2] I lila bakterier , som Rhodospirillum rubrum , finns ljusabsorberande proteiner i kromatoformembranet. Men i gröna svavelbakterier finns de i speciella antennkomplex som kallas klorosomer . [3]