Ca2+ and Polarized Cell GrowthAn ar

Ca2+ and Polarized Cell Growth

An area of endeavor that drew early interest toward Ca2+ concerned the regulation of polarized plant cell development. Through the pioneering efforts of Jaffe and coworkers (Jaffe et al., 1974; Weisenseel et al., 1975), it was discovered that polarized cells (e.g., Fucus zygotes, pollen tubes, and root hairs) drove substantial ion currents through themselves. The bulk of the ion current appeared to consist of a polarized influx of potassium, focused at the growing point (i.e., the rhizoid of Fucus or the growing tip of the pollen tube). However, it was soon appreciated that Ca2+ influx constituted a small but potentially important component of the total current (Jaffe et al., 1975; Robinson and Jaffe, 1975; Weisenseel and Jaffe, 1976). Robinson and Jaffe (1975), using Pelvetia eggs that were polarized through unilateral illumination, showed that approximately five times more 45Ca2+ entered the shaded rhizoid pole than entered the illuminated thallus pole. A subsequent study in which the rhizoids grew toward an experimentally imposed gradient of the Ca2+ionophore, A-23187, added strong support for the idea of localized Ca2+ influx as a regulator of polarized development (Robinson and Cone, 1980).
Studies on growing pollen tubes also provided persuasive support for localized ion fluxes and for a specific role for Ca2+ in the regulation of polarized growth. Application of the vibrating electrode revealed strong currents in which an influx of potassium at the apex appeared to be balanced by an outward flux of protons in the region of the grain (Weisenseel et al., 1975; Weisenseel and Jaffe, 1976). Importantly, Ca2+, as noted earlier (Brewbaker and Kwack, 1963), was essential for tube growth (Weisenseel and Jaffe, 1976). Additionally, autoradiography revealed an accumulation of 45Ca2+ in the apical domain, providing support for the idea that ion flow into the tip created an intracellular gradient (Jaffe et al., 1975). A certain amount of the autoradiographic signal observed by Jaffe et al. (1975) may be due to Ca2+ binding in the cell wall as noted by Kwack (1967). Nevertheless, when considered with the other studies on current flow, these data are consistent with a small but significant influx of Ca2+ across the plasma membrane.
Ca2+ in pollen tubes was subsequently examined for gradients in membrane-associated Ca2+ (chlortetracycline) (Reiss and Herth, 1979) and total Ca2+ (proton-induced x-ray emission) (Reiss et al., 1983), both of which provide results consistent with the apex being elevated in the ion. However, the demonstration of the steep, tip-focused gradient, using fluorescent dyes (Obermeyer and Weisenseel, 1991; Rathore et al., 1991; Miller et al., 1992), finally provided the necessary proof for the postulated asymmetric distribution of intracellular free Ca2+. Based on the studies on polarized ion currents, the suggestion was made that Ca2+ gradients might create an electrical field across the cytoplasm that would be sufficient to segregate cytoplasmic components by electrophoresis (Jaffe et al., 1974; Robinson and Jaffe, 1975). Robinson and Jaffe (1975) also suggested that Ca2+ might affect intracellular motility and in particular the formation and function of microtubules. In broad terms, these ideas can be appreciated as antecedents for the view that the Ca2+ gradient in polarized cells contributes to the control of secretion (Holdaway-Clarke and Hepler, 2003).

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

Ca2 + และการเจริญเติบโตของเซลล์ Polarized พื้นที่ของความพยายามที่ดึงความสนใจไปยังต้น Ca2 + กังวลกฎระเบียบของเซลล์พืชขั้วพัฒนา ผ่านการสำรวจความพยายามของ Jaffe และเพื่อนร่วมงาน (Jaffe et al, 1974;.. Weisenseel, et al, 1975) ก็พบว่าเซลล์โพลาไรซ์ (เช่น Fucus zygotes หลอดเกสรและรากขน) กระแสไอออนขับรถผ่านที่สำคัญตัวเอง เป็นกลุ่มของไอออนในปัจจุบันดูเหมือนจะประกอบด้วยขั้วไหลบ่าเข้ามาของโพแทสเซียมมุ่งเน้นไปที่จุดที่เพิ่มขึ้น (เช่น rhizoid ของ Fucus หรือเคล็ดลับการเจริญเติบโตของหลอดเกสร) อย่างไรก็ตามมันก็ชื่นชมในเร็ว ๆ นี้ว่า Ca2 + ไหลบ่าเข้ามาประกอบเป็นส่วนประกอบเล็ก ๆ แต่สำคัญที่อาจเกิดขึ้นในปัจจุบันรวม (Jaffe et al, 1975;. โรบินสันและ Jaffe 1975; Weisenseel และ Jaffe, 1976) โรบินสันและ Jaffe (1975) โดยใช้ไข่ Pelvetia ที่ถูกโพลาไรซ์ผ่านการส่องสว่างข้างเดียวแสดงให้เห็นว่าประมาณห้าครั้ง 45Ca2 + เข้าเสา rhizoid สีเทากว่าเข้า thallus เสาไฟส่องสว่าง การศึกษาต่อมาที่ rhizoids ขยายตัวไปสู่การไล่ระดับสีที่กำหนดทดลองของ Ca2 + ionophore A-23187, เพิ่มการสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับความคิดของ Ca2 ภาษาท้องถิ่น + ไหลบ่าเข้ามาในฐานะที่เป็นหน่วยงานกำกับดูแลของการพัฒนาขั้ว (โรบินสันและกรวย 1980). การศึกษาเกี่ยวกับการเจริญเติบโต หลอดเกสรยังให้การสนับสนุนการโน้มน้าวใจสำหรับไอออนฟลักซ์ที่มีการแปลและบทบาทที่เฉพาะเจาะจงสำหรับ Ca2 + ในการควบคุมการเจริญเติบโตของโพลาไรซ์ การประยุกต์ใช้ขั้วไฟฟ้าสั่นเปิดเผยกระแสลมแรงที่ไหลบ่าเข้ามาของโพแทสเซียมที่ปลายดูเหมือนจะจากฟลักซ์ภายนอกของโปรตอนในภูมิภาคของเมล็ดข้าว (Weisenseel et al, 1975;. Weisenseel และ Jaffe, 1976) ที่สำคัญ Ca2 + ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ (BREWBAKER และ Kwack 1963) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของหลอด (Weisenseel และ Jaffe, 1976) นอกจากนี้ autoradiography เปิดเผยสะสมของ 45Ca2 + ในโดเมนปลายให้การสนับสนุนความคิดที่ว่าไอออนไหลลงสู่ปลายสร้างไล่ระดับเซลล์ (Jaffe et al., 1975) จำนวนหนึ่งของสัญญาณ autoradiographic สังเกตโดย Jaffe et al, (1975) อาจจะเป็นเพราะ Ca2 + ผูกพันในผนังเซลล์ตามที่ระบุไว้โดย Kwack (1967) แต่เมื่อพิจารณากับการศึกษาอื่น ๆ เกี่ยวกับการไหลของกระแสข้อมูลเหล่านี้มีความสอดคล้องกับการไหลเข้าเล็ก ๆ แต่สำคัญของ Ca2 + ทั่วเยื่อหุ้ม. Ca2 + ในหลอดเกสรได้รับการตรวจสอบภายหลังการไล่ระดับสีใน Ca2 เมมเบรนที่เกี่ยวข้อง + (คลอร์เตตราไซคลีน) (ไดอานาและ Herth , 1979) และรวม Ca2 + (โปรตอนที่เกิดการปล่อย X-ray) (ไดอานา et al., 1983) ซึ่งทั้งสองให้ผลสอดคล้องกับยอดการยกระดับในไอออน อย่างไรก็ตามการสาธิตของสูงชันลาดปลายที่มุ่งเน้นการใช้สีเรืองแสง (Obermeyer และ Weisenseel 1991; Rathore et al, 1991;.. มิลเลอร์, et al, 1992) ในที่สุดก็ให้หลักฐานที่จำเป็นสำหรับการตั้งสมมติฐานการกระจายไม่สมดุลของเซลล์ ฟรี Ca2 + จากการศึกษาในกระแสไอออนขั้วข้อเสนอแนะที่ถูกสร้างขึ้นที่ Ca2 + การไล่ระดับสีอาจสร้างสนามไฟฟ้าข้ามพลาสซึมที่จะเพียงพอที่จะแยกชิ้นส่วนนิวเคลียสโดย electrophoresis (Jaffe et al, 1974;. โรบินสันและ Jaffe, 1975) โรบินสันและ Jaffe (1975) นอกจากนี้ยังชี้ให้เห็นว่า Ca2 + อาจมีผลต่อการเคลื่อนไหวของเซลล์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการสร้างและการทำงานของ microtubules ในแง่กว้างความคิดเหล่านี้สามารถได้รับการชื่นชมเป็นบุคคลสำหรับมุมมองที่ลาด Ca2 + ในเซลล์โพลาไรซ์มีส่วนช่วยในการควบคุมการหลั่ง (Holdaway คล๊าร์คและ HEPLER 2003)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แคลเซียม และขั้วเซลล์การเจริญเติบโต

พื้นที่มุ่งหมายที่ดึงความสนใจต่อแคลเซียมก่อนเกี่ยวข้องระเบียบของขั้วการพัฒนาเซลล์พืช ผ่านความพยายามบุกเบิกของเจฟฟี่และเพื่อนร่วมงาน ( เจฟฟี่ et al . , 1974 ; weisenseel et al . , 1975 ) พบว่าขั้วเซลล์ เช่น zygotes ฟิวกัส หลอด เกสรดอกไม้ ขนราก ) ขับกระแสไอออนมากผ่านตัวเองเป็นกลุ่มของไอออนในปัจจุบันดูเหมือนจะประกอบด้วยขั้วการหลั่งไหลของโพแทสเซียม เน้นที่การเติบโตจุด ( เช่น ไรซอยด์ของฟิวกัสหรือปลูกปลายหลอดเกสร ) อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้ามันก็ชื่นชมว่าแคลเซียมไหลขึ้นส่วนประกอบขนาดเล็กแต่อาจสำคัญของทั้งหมด ปัจจุบัน ( เจฟฟี่ et al . , 1975 ; โรบินสัน และ เจฟฟ์ พ.ศ. 2518 ; และ weisenseel เจฟฟี่ , 1976 )โรบินสัน และ เจฟฟ์ ( 1975 ) , การใช้ pelvetia ไข่ที่ขั้วไฟส่องสว่างโดยผ่าน พบว่า ประมาณ 5 ครั้ง 45ca2 เข้าบังไรซอยด์เสากว่าเข้าสว่างแทลลัสเสา ภายหลังที่ rhizoids เติบโตต่อเพื่อกำหนดระดับของแคลเซียมไอโอโนฟอร์ a-23187 , ,เพิ่มการสนับสนุนสำหรับความคิดของถิ่นแคลเซียมไหลเป็นผู้ควบคุมของขั้วการพัฒนา ( โรบินสัน และกรวย , 1980 ) .
ศึกษาเติบโตท่อเรณูยังให้การสนับสนุนโน้มน้าวถิ่นอิออนฟลักซ์และบทบาทที่เฉพาะเจาะจงสำหรับแคลเซียมในระเบียบของขั้วการเจริญเติบโตการใช้ระบบสั่นขั้วเผยกระแสน้ำที่ไหลแรง ซึ่งการไหลเข้าของโพแทสเซียมที่ปลายปรากฏความสมดุลโดยการไหลออกไปด้านนอกของโปรตอนในภูมิภาคของเมล็ดข้าว ( weisenseel et al . , 1975 และ ; weisenseel เจฟฟี่ , 1976 ) ที่สำคัญ แคลเซียม ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ( brewbaker และ kwack , 1963 ) , ที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของท่อ ( weisenseel และเจฟฟี่ , 1976 ) นอกจากนี้