النبات
مواضيع عامة في علم النبات
الجذور - السيقان - الأوراق
النباتات الوعائية واللاوعائية
البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)
الطحالب
النباتات الطبية
الحيوان
مواضيع عامة في علم الحيوان
علم التشريح
التنوع الإحيائي
البايلوجيا الخلوية
الأحياء المجهرية
البكتيريا
الفطريات
الطفيليات
الفايروسات
علم الأمراض
الاورام
الامراض الوراثية
الامراض المناعية
الامراض المدارية
اضطرابات الدورة الدموية
مواضيع عامة في علم الامراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
مواضيع عامة في التقانة الإحيائية
التقنية الحيوية المكروبية
التقنية الحيوية والميكروبات
الفعاليات الحيوية
وراثة الاحياء المجهرية
تصنيف الاحياء المجهرية
الاحياء المجهرية في الطبيعة
أيض الاجهاد
التقنية الحيوية والبيئة
التقنية الحيوية والطب
التقنية الحيوية والزراعة
التقنية الحيوية والصناعة
التقنية الحيوية والطاقة
البحار والطحالب الصغيرة
عزل البروتين
هندسة الجينات
التقنية الحياتية النانوية
مفاهيم التقنية الحيوية النانوية
التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها
تصنيع وتخليق المواد النانوية
تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية
الرقائق والمتحسسات الحيوية
المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس
الاخصاب
التشطر
العصيبة وتشكل الجسيدات
تشكل اللواحق الجنينية
تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية
مقدمة لعلم الاجنة
الأحياء الجزيئي
مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
الغدد
مواضيع عامة في الغدد
الغدد الصم و هرموناتها
الجسم تحت السريري
الغدة النخامية
الغدة الكظرية
الغدة التناسلية
الغدة الدرقية والجار الدرقية
الغدة البنكرياسية
الغدة الصنوبرية
مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء
الخلية الحيوانية
الجهاز العصبي
أعضاء الحس
الجهاز العضلي
السوائل الجسمية
الجهاز الدوري والليمف
الجهاز التنفسي
الجهاز الهضمي
الجهاز البولي
المضادات الحيوية
مواضيع عامة في المضادات الحيوية
مضادات البكتيريا
مضادات الفطريات
مضادات الطفيليات
مضادات الفايروسات
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الكيمياء الحيوية
مواضيع متنوعة أخرى
الانزيمات
The Mechanism of Chemotaxis
المؤلف:
Robert Schleif
المصدر:
Genetics and Molecular Biology
الجزء والصفحة:
2nd Edition , p627-629
2025-08-31
71
As viewed in the microscope, chemotactic bacteria appear to swim smoothly for about 20 bacterial lengths in 1 second, to tumble for about 0.1 second, and then to swim smoothly in another direction. How this run-tumble-run behavior is converted to overall swimming toward increasing concentrations of an attractant was one of the major problems in chemotaxis research.
Berg constructed an elaborate tracking microscope that quantitated the movement of a chemotactic bacterium in three dimensions. This showed that, indeed, the impression obtained from simple visual observation was correct. Following a tumble, a cell’s subsequent run was in a random direction. More important, however, was the behavior of bacteria under conditions simulating the presence of a gradient in attractant. It is difficult to control a gradient in the concentration of an attractant around the cell, but it is likely that a cell detects not a spatial gradient but the change in the concentration of attractant from one time to the next. Therefore, Berg devised a system to vary the concentration of attractant with time.
Alanine aminotransferase catalyzes the interconversion of alanine and α-ketoglutarate to pyruvate and L-glutamate. Both alanine and glutamate are attractants, and therefore the reaction cannot be used to create or destroy total attractant. This problem can be overcome by using a mutant that is blind to alanine but not blind to glutamate. Then the enzyme-catalyzed reaction can be used to vary the concentration with time of attractant surrounding a cell. If alanine, α-ketoglutarate, and alanine aminotransferase are put in the medium bathing the cell
being observed, then the concentration of attractant, glutamate, increases with time. In this case, the runs of the bacteria are longer than average. When the glutamate concentration is decreasing as a result of adding glutamate, pyruvate, and alanine aminotransferase to the bathing medium, the distribution of run lengths is the same as when attractant concentration remains constant.
The technique of immobilizing a cell via its hook or flagellum has also been highly useful in characterizing chemotaxis responses. After such an immobilization, a microprobe containing attractant or repellent can be positioned near a cell, and application of a brief electrical pulse will drive a known amount of the chemical into the medium in the immediate area (Fig. 1). If the concentration changes are within the linear response range of the cell, the response to a brief pulse of attractant contains all the information necessary to predict the response of a cell to any function of attractant concentration as a function of time. Any other function can be approximated as a series of impulses of appropriate magnitude, and the responses to each of these can be summed. Such a technique of circuit analysis is well known to electrical engineers, but it has not yet been widely applied to biochemical systems.
Fig1. A method for generating small impulses of attractant from the micropipette and observing the cell’s responses. The microscope contains additional electronics that record the rotation of the bacterium.
All the experiments mentioned above show that cells modulate the duration of their intervals of smooth swimming. Such a modulation is sufficient for the cells to achieve a net drift up a gradient of attractant. When a cell is swimming up a gradient in attractant concentration, that is, experiencing an increase in attractant concentration, it decreases the chances of its tumbling. When the attractant is decreasing, the average run duration is the same as when the cell is in constant attractant concentration. These properties mean that cells drift up gradients in attractant concentration, that is, they undergo a biased random walk, taking lengthened steps when they are moving up the gradient (Fig. 2).
Fig2. A random walk and the same walk with the run duration increased when in the direction of increasing attractant concentration.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
