Amoeboid: Pengertian, Ciri-ciri, Contoh, Bentuk dan Modalitas Gerakan Amoeboid

Amoeboid: Pengertian, Ciri-ciri, Contoh, Bentuk dan Modalitas Gerakan Amoeboid

Ini adalah jenis sel atau organisme yang memiliki kemampuan untuk mengubah bentuknya, terutama dengan menyebarkan dan menarik pseudopoda.

Amuba sering disebut amuba.

Amuba tidak membentuk kelompok taksonomi tunggal; sebaliknya, mereka ditemukan di semua garis keturunan utama organisme eukariotik . Sel amoeboid terjadi tidak hanya di antara protozoa, tetapi juga pada jamur, alga, dan hewan.

Ahli mikrobiologi sering menggunakan istilah “amoeboid” dan “amoeba” secara bergantian untuk setiap organisme yang menunjukkan gerakan amoeboid.

Dalam sistem klasifikasi tertua, kebanyakan amuba ditempatkan dalam kelas atau subfilum Sarcodina, suatu pengelompokan organisme bersel tunggal yang memiliki pseudopoda atau bergerak dengan aliran protoplasma.

Namun, studi filogenetik molekuler telah menunjukkan bahwa Sarcodine bukanlah kelompok monofiletik yang anggotanya memiliki keturunan yang sama. Akibatnya, organisme amoeboid tidak lagi diklasifikasikan bersama dalam suatu kelompok.

Protista amuba yang paling terkenal adalah “amuba raksasa” Chaos carolinense dan Amoeba proteus, yang telah banyak dibudidayakan dan dipelajari di ruang kelas dan laboratorium.

Spesies terkenal lainnya termasuk apa yang disebut “amoeba pemakan otak” Naegleria fowleri, parasit usus Entamoeba histolytica, yang menyebabkan disentri amuba, dan “amuba sosial” multiseluler atau jamur lendir Dictyostelium discoideum.

Bentuk dan nutrisi

Penampilan dan struktur internal pseudopoda digunakan untuk membedakan kelompok amuba satu sama lain.

Spesies Amebozoa, seperti genus Amoeba, biasanya memiliki pseudopoda bulat (lobular), membulat di ujungnya dan secara kasar berbentuk tabung di penampang.

Amoeboid Cercozoan, seperti Euglypha dan Gromia, memiliki pseudopoda merah muda yang ramping (filose). Foraminifera memancarkan pseudopoda halus bercabang yang menyatu membentuk struktur seperti kisi (reticulous).

Beberapa kelompok, seperti Radiolaria dan Heliozoa, memiliki axopodia (actinopoda) yang memancar seperti jarum, kaku, yang didukung dari dalam oleh kumpulan mikrotubulus.

Amuba yang hidup bebas dapat “diuji” (terbungkus dalam cangkang keras), atau “telanjang” (misalnya, gymnamoebae, tanpa cangkang keras).

Cangkang amuba yang diuji dapat terdiri dari berbagai zat, termasuk kalsium, silika, kitin, atau gumpalan bahan yang ditemukan, seperti butiran kecil pasir dan frustik diatom.

Untuk mengatur tekanan osmotik, kebanyakan amuba air tawar memiliki vakuola kontraktil yang mengeluarkan kelebihan air dari sel.

Organel ini diperlukan karena air tawar memiliki konsentrasi zat terlarut yang lebih rendah (seperti garam) daripada cairan internal amuba itu sendiri (sitosol).

Karena air di sekitarnya bersifat hipotonik terhadap isi sel, air dipindahkan melalui membran sel amuba melalui osmosis.

Tanpa vakuola kontraktil, sel akan terisi penuh dengan air dan akhirnya pecah.

Amuba laut umumnya tidak memiliki vakuola kontraktil karena konsentrasi zat terlarut di dalam sel seimbang dengan tonisitas air di sekitarnya.

Sumber makanan amuba bervariasi. Beberapa amuba bersifat predator dan hidup dengan memakan bakteri dan protista lainnya. Beberapa detritivora dan memakan bahan organik mati.

Amoeba biasanya menelan makanan mereka dengan fagositosis, menyebarkan pseudopoda untuk mengelilingi dan menelan mangsa hidup atau partikel materi yang diasingkan.

Sel amoeboid tidak memiliki mulut atau sitostom, dan tidak ada lokasi tetap dalam sel di mana fagositosis biasanya terjadi.

Beberapa amuba juga memakan pinositosis, menyerap nutrisi terlarut melalui vesikel yang terbentuk di dalam membran sel.

Gerakan amoeboid

Gerakan amoeboid adalah cara penggerak yang paling umum dalam sel eukariotik. Ini adalah jenis gerakan yang merayap melalui tonjolan sitoplasma sel, yang melibatkan pembentukan pseudopoda (“kaki palsu”) dan uropoda posterior.

Satu atau lebih pseudopoda dapat diproduksi pada saat yang sama tergantung pada organisme, tetapi semua gerakan amoeboid dicirikan oleh pergerakan organisme dengan bentuk amorf yang tidak memiliki struktur mobilitas yang mapan.

Gerakan terjadi ketika sitoplasma meluncur dan membentuk pseudopodium di depan untuk mendorong sel ke depan.

Jenis gerakan ini telah dikaitkan dengan perubahan potensial aksi, meskipun mekanisme pastinya masih belum diketahui.

Beberapa contoh organisme yang menunjukkan jenis penggerak ini adalah amoeboid, jamur lendir, dan beberapa protozoa seperti Naegleria gruberi, serta beberapa sel pada manusia seperti leukosit.

Sarkoma, atau kanker yang muncul dari sel jaringan ikat, sangat mahir dalam gerakan amoeboid, yang menyebabkan tingginya tingkat metastasis.

Sementara beberapa hipotesis telah diajukan untuk menjelaskan mekanisme pergerakan amoeboid, mekanisme pastinya masih belum diketahui.

Kisaran ukuran

Ukuran sel dan spesies amoeboid sangat bervariasi.

Massisteria voersi amoeboid laut hanya berdiameter 2,3 hingga 3 mikron, dalam kisaran ukuran banyak bakteri.

Di sisi lain, cangkang xenophyophores laut dalam bisa mencapai diameter 20 cm.

Sebagian besar amuba air tawar yang hidup bebas yang biasa ditemukan di kolam, parit, dan air danau berukuran mikroskopis, tetapi beberapa spesies, seperti yang disebut “amoeba raksasa” Pelomyxa palustris dan Chaos carolinense, dapat berukuran cukup besar untuk dilihat. mata.

Amuba sebagai sel khusus dan tahap siklus hidup

Beberapa organisme multiseluler memiliki sel amoeboid hanya dalam fase kehidupan tertentu, atau menggunakan gerakan amoeboid untuk fungsi khusus.

Dalam sistem kekebalan manusia dan hewan lain, sel darah putih amoeboid mengejar organisme yang menyerang, seperti bakteri patogen dan protista, dan menelannya dengan fagositosis.

Tahap amoeboid juga terjadi pada protista multiseluler mirip jamur, yang disebut jamur lendir.

Baik jamur lendir plasmodial, yang saat ini diklasifikasikan dalam kelas Myxogastria, dan jamur lendir seluler dari kelompok Acrasida dan Dictyosteliida, hidup sebagai amuba selama tahap makan mereka.

Sel-sel amoeboid dari yang pertama bergabung untuk membentuk organisme berinti banyak raksasa, sedangkan sel-sel yang terakhir hidup terpisah sampai makanan habis, di mana amuba berkumpul untuk membentuk “siput” migrasi multiseluler yang berfungsi sebagai organisme tunggal.

Organisme lain juga dapat memiliki sel amoeboid selama tahap tertentu dari siklus hidup, misalnya:

Gamet dari beberapa ganggang hijau (Zygnematophyceae) dan diatom Pennate, spora (atau fase penyebaran) dari beberapa Mesomycetozoea, dan tahap sporoplasma Myxozoa dan Ascetosporea.

Sejarah awal dan asal usul Sarcodina

Catatan tertua dari organisme amoeboid dibuat pada tahun 1755 oleh August Johann Rösel von Rosenhof, yang menyebut penemuannya “Der Kleine Proteus” (“Proteus kecil”).

Ilustrasi Rösel menunjukkan amuba air tawar yang tidak dapat diidentifikasi, mirip dengan spesies umum yang sekarang dikenal sebagai Amoeba proteus.

Istilah “Proteus animalcule” tetap digunakan sepanjang abad ke-18 dan ke-19, sebagai nama informal untuk amoeboid besar yang hidup bebas.

Pada tahun 1822, genus Amoeba (dari bahasa Yunani amoibe, yang berarti “perubahan”) didirikan oleh naturalis Prancis Bory de Saint-Vincent. Teman sezaman Bory, CG Ehrenberg, mengadopsi genus itu dalam klasifikasinya sendiri tentang makhluk mikroskopis, tetapi mengubah ejaannya menjadi Amoeba.

Pada tahun 1841, Félix Dujardin menciptakan istilah “sarcode” (dari bahasa Yunani sarx, “daging” dan eidos, “bentuk”) untuk “zat kental, lengket dan homogen” yang mengisi tubuh sel-sel protozoa.

Meskipun istilah awalnya mengacu pada protoplasma dari setiap protozoa, namun segera digunakan dalam arti terbatas untuk menunjuk isi agar-agar dari sel-sel amoeboid.

Tiga puluh tahun kemudian, ahli zoologi Austria Ludwig Karl Schmarda menggunakan ‘sarcode’ sebagai dasar konseptual untuk divisinya Sarcodea, kelompok tingkat fil yang terdiri dari organisme ‘tidak stabil dan dapat diubah’ dengan tubuh sebagian besar terdiri dari ‘sarcode’.

Pekerja selanjutnya, termasuk ahli taksonomi berpengaruh Otto Bütschli, mengubah kelompok ini untuk menciptakan kelas Sarcodina, sebuah takson yang tetap digunakan secara luas selama sebagian besar abad ke-20.

Dalam Sarcodina tradisional, amuba umumnya dibagi ke dalam kategori morfologi, berdasarkan bentuk dan struktur pseudopoda mereka.

Amuba dengan pseudopoda yang didukung oleh pengaturan mikrotubulus reguler (seperti Heliozoa air tawar dan Radiolaria marina) diklasifikasikan sebagai Actinopods; sedangkan mereka yang memiliki pseudopoda yang tidak didukung diklasifikasikan sebagai Rhizopoda.

Rhizopoda dibagi lagi menjadi amuba lobus, filosa, dan retikulosa, menurut morfologi pseudopodanya.

Pembongkaran Sarcodina

Pada dekade terakhir abad ke-20, serangkaian analisis filogenetik molekuler menegaskan bahwa Sarcodine bukanlah kelompok monofiletik.

Mengingat temuan ini, skema lama ditinggalkan dan amuba Sarcodina tersebar di antara banyak kelompok taksonomi tingkat tinggi lainnya.

Saat ini, sebagian besar sarcodines tradisional ditempatkan di dua supergrup eukariota: Amoebozoa dan Rhizaria.

Sisanya telah didistribusikan di antara ekskavasi, opisthokonts dan stramenopiles. Beberapa, seperti Centrohelida, belum ditempatkan di supergrup mana pun.

Interaksi patogen dengan organisme lain

Beberapa amuba dapat menginfeksi organisme lain dengan cara patogen, menyebabkan penyakit:

Entamoeba histolytica adalah penyebab amoebiasis atau disentri amuba. Naegleria fowleri (“amuba pemakan otak”) adalah spesies air tawar asli yang bisa berakibat fatal bagi manusia jika masuk melalui hidung.

Acanthamoeba dapat menyebabkan keratitis amuba dan ensefalitis pada manusia. Balamuthia mandrillaris adalah penyebab meningoensefalitis amuba granulomatosa (sering fatal)

Amuba telah ditemukan untuk memanen dan menumbuhkan bakteri yang terlibat dalam wabah.

Mitosis

Bukti terbaru menunjukkan bahwa beberapa garis keturunan Amoebozoa menderita meiosis.

Para ortolog gen yang digunakan dalam meiosis eukariotik seksual baru-baru ini telah diidentifikasi dalam genom Acanthamoeba. Gen-gen tersebut antara lain: Spo11, Mre11, Rad50, Rad51, Rad52, Mnd1, Dmc1, Msh, dan Mlh.

Temuan ini menunjukkan bahwa “Acanthamoeba” mampu melakukan beberapa bentuk meiosis dan mungkin mampu menjalani reproduksi seksual.

Rekombinase spesifik meiosis, Dmc1, diperlukan untuk rekombinasi homolog meiosis yang efisien, dan Dmc1 diekspresikan dalam Entamoeba histolytica.

Dmc1 yang dimurnikan dari E. histolytica membentuk untaian prasinaptik dan mengkatalisis pasangan DNA adenosin trifosfat homolog dan untai DNA bertukar setidaknya beberapa ribu pasangan basa.

Pasangan DNA dan reaksi pertukaran rantai ditingkatkan oleh faktor rekombinasi aksesori spesifik meiosis (heterodimer) eukariotik Hop2-Mnd1.

Proses ini merupakan pusat rekombinasi meiosis, menunjukkan bahwa E. histolytica mengalami meiosis.

Studi tentang invasi Entamoeba menemukan bahwa selama konversi trofozoit tak berinti tetraploid menjadi kista tetranuklear, rekombinasi homolog ditingkatkan.

Ekspresi gen dengan fungsi yang terkait dengan langkah utama rekombinasi meiosis juga meningkat selama encystations. Temuan ini di E. menyerang, dikombinasikan dengan bukti dari studi E. histolytica menunjukkan adanya meiosis di Entamoeba.

Dictyostelium discoideum dalam supergrup Amoebozoa dapat menjalani reproduksi dan reproduksi seksual, termasuk meiosis ketika makanan langka.

Sejak Amoebozoa menyimpang awal dari pohon keluarga eukariotik, hasil ini menunjukkan bahwa meiosis hadir di awal evolusi eukariotik.

Selanjutnya, temuan ini konsisten dengan proposal oleh Lahr et al. bahwa sebagian besar garis keturunan amoeboid sebelumnya bersifat seksual.

Dalam budaya populer

Awak Enterprise menghadapi amuba raksasa dalam episode Star Trek 1968, ” Immunity Syndrome.”

“A Very Cellular Song,” sebuah lagu oleh band folk psychedelic Inggris 1968 Incredible String Band, Hangman’s Beautiful Daughter, sebagian diceritakan dari sudut pandang amuba.

“Amoeba”, sebuah lagu dari album debut 1981 Adolescents, oleh band punk Amerika Adolescents.

Mekanisme molekuler pergerakan sel

teori sol-gel

Protoplasma amuba terdiri dari lapisan luar yang disebut ektoplasma yang mengelilingi bagian dalam yang disebut endoplasma.

Ektoplasma terdiri dari agar-agar semi-padat yang disebut gel plasma sedangkan endoplasma terdiri dari cairan yang kurang kental yang disebut sol plasma.

Ektoplasma berutang keadaan yang sangat kental, sebagian, ke kompleks aktomiosin pengikat silang yang dikandungnya.

Penggerak amuba diyakini terjadi karena konversi sol-gel dari protoplasma di dalam selnya. Konversi sol-gel menggambarkan peristiwa kontraksi dan relaksasi yang dipaksakan oleh tekanan osmotik dan muatan ionik lainnya.

Misalnya, ketika amuba bergerak, ia menyebarkan pseudopodium sitosol agar-agar, yang kemudian menghasilkan lebih banyak cairan sitosol (sol plasma) yang mengalir melewati bagian agar-agar (gel plasma) di mana ia membeku di ujung pseudopodium.

Hal ini menyebabkan perpanjangan lampiran ini. Di ujung sel yang berlawanan (belakang), gel plasma kemudian diubah menjadi sol plasma dan ditransmisikan melalui aliran udara ke pseudopodium yang maju.

Selama sel memiliki cara untuk menangani substrat, mengulangi proses ini memandu sel maju. Di dalam amuba, ada protein yang dapat diaktifkan untuk mengubah gel menjadi lebih cair dan cerah.

Sitoplasma terutama terdiri dari aktin dan aktin diatur oleh protein pengikat aktin.

Protein pengikat aktin pada gilirannya diatur oleh ion kalsium; oleh karena itu, ion kalsium sangat penting dalam proses konversi sol-gel.

Modalitas gerakan amoeboid

Motilitas yang digerakkan oleh aktin

Berdasarkan beberapa caral matematika, studi terbaru berhipotesis caral biologis baru untuk mekanisme biomekanik dan molekuler kolektif gerakan sel.

Diusulkan bahwa mikrodomain menenun tekstur sitoskeleton dan interaksinya menandai lokasi untuk pembentukan situs adhesi baru.

Menurut caral ini, dinamika pensinyalan mikrodomain mengatur sitoskeleton dan interaksinya dengan substrat.

Saat mikrodomain mengaktifkan dan mempertahankan polimerisasi aktif filamen aktin, propagasi dan gerakan zig-zagnya dalam membran menghasilkan jaringan filamen linier atau melengkung yang sangat saling berhubungan yang berorientasi pada spektrum sudut yang luas sehubungan dengan batas sel. .

Juga telah diusulkan bahwa interaksi mikrodomain menandai pembentukan situs adhesi fokus baru di pinggiran sel.

Interaksi miosin dengan jaringan aktin menghasilkan pengkerutan/gelombang membran, aliran retrograde, dan gaya kontraktil untuk gerakan maju.

Akhirnya, penerapan tekanan secara terus-menerus ke situs adhesi fokal lama dapat mengakibatkan aktivasi calpain yang diinduksi kalsium dan, akibatnya, melonggarnya adhesi fokal yang melengkapi siklus.

Selain polimerisasi aktin, mikrotubulus juga dapat memainkan peran penting dalam migrasi sel di mana pembentukan lamellipodia terlibat.

Sebuah percobaan menunjukkan bahwa meskipun mikrotubulus tidak diperlukan untuk polimerisasi aktin untuk membuat ekstensi lamellipodial, mereka diperlukan untuk memungkinkan pergerakan sel.

Motilitas yang didorong oleh blister

Mekanisme lain yang diusulkan dari jenis ini, mekanisme penggerak amoeboid yang digerakkan oleh blister, menunjukkan bahwa korteks aktomiosin berkontraksi untuk meningkatkan tekanan hidrostatik di dalam sel.

Blistering terjadi pada sel amoeboid bila terdapat tonjolan kira-kira sferis pada membran sel yang ditandai dengan pemisahan korteks aktomiosin.

Modus gerakan amoeboid ini membutuhkan miosin II untuk berperan dalam menghasilkan tekanan hidrostatik yang menyebabkan bleb mengembang.

Ini berbeda dari penggerak yang digerakkan oleh aktin, di mana tonjolan yang dibuat adalah dengan polimerisasi aktin sambil tetap menempel pada korteks aktin dan secara fisik mendorong penghalang sel.

Selama pergerakan amoeboid yang didorong oleh lepuh, keadaan sol-gel sitoplasma diatur.

Blebbing juga bisa menjadi tanda ketika sebuah sel sedang mengalami apoptosis.

Lepuh sel seluler juga telah diamati mengalami siklus hidup yang kurang lebih seragam yang berlangsung sekitar satu menit.

Ini termasuk fase yang melibatkan ekspansi luar awal di mana membran terpisah dari sitoskeleton membran.

Ini diikuti oleh fase statis singkat di mana tekanan hidrostatik yang terbentuk cukup untuk mempertahankan ukuran blister.

Ini diikuti oleh fase terakhir yang ditandai dengan retraksi lambat dari bleb dan pengenalan kembali membran ke dalam infrastruktur sitoskeletal.

Sel dapat mengalami transisi cepat antara lepuh dan motilitas berbasis lamellipodium sebagai sarana migrasi.

Namun, kecepatan transisi ini dibuat masih belum diketahui. Sel tumor juga dapat menunjukkan transisi cepat antara motilitas amoeboid dan motilitas mesenkim, bentuk lain dari pergerakan sel.

Mekanisme gerakan terkait

Sel-sel dictyostelium dan neutrofil juga dapat berenang, menggunakan mekanisme yang mirip dengan merangkak.

Bentuk lain dari gerakan sel tunggal yang ditampilkan dalam Euglena dikenal sebagai metabolisme.

Ciri-ciri sel amoeboid

Alasan sel amuba dan amuba dapat berubah bentuk berkaitan dengan sitoplasma yang terkandung dalam sel dan bagian kerangka sel yang dikenal sebagai sitoskeleton.

Sitoplasma mengandung zat yang dikenal sebagai plasmagel yang dapat mengubah konsistensi dan bergerak lebih dari bagian sitoplasma lainnya. Sitoskeleton mengandung bagian-bagian yang dapat berkontraksi dan mengembang.

Kontraksi dan ekspansi, seiring dengan perubahan konsistensi plasmagel, mengubah bentuk sel.

Kemampuan untuk berubah bentuk hanyalah salah satu karakteristik yang ditunjukkan oleh sel-sel amoeboid. Mereka memiliki metode gerakan yang dimodifikasi berdasarkan kemampuan untuk berubah bentuk.

Sel amoeboid menggunakan apa yang disebut pseudopoda untuk maju. Sekarang setiap kali Anda melihat awalan semu itu, Anda tahu itu berarti salah, serupa atau serupa.

Dengan kata lain, hampir, tetapi tidak persis, seperti yang dikatakan namanya. Dalam kasus pseudopoda, ini berarti ‘kaki palsu’ atau ‘seperti kaki’.

Sel amoeboid berubah bentuk menjadi menonjol dari bagian sel, dan hampir berfungsi seperti kaki. Sisa sel akan menuju ke arah tonjolan. Jenis gerakan ini dikenal sebagai gerakan amoeboid.

Sel amoeboid juga dapat melakukan proses yang dikenal sebagai fagositosis, yang secara harfiah berarti makan atau menelan sel lain.

Sel amoeboid mencapai fagositosis dengan menggunakan pseudopoda untuk mengelilingi dan menelan sel lain. Setelah sel-sel ditelan, mereka dicerna oleh sel-sel amoeboid.

Perubahan bentuk yang konstan membuat sel amoeboid menjadi asimetris. Ini berarti bahwa mereka tidak menunjukkan simetri sama sekali.

Contoh sel amoeboid

Jadi sekarang Anda tahu apa itu sel amoeboid, tetapi Anda mungkin mencoba mencari tahu sel mana yang diklasifikasikan sebagai sel amoeboid. Nah, ada beberapa yang bekerja untuk mempertahankan tubuh Anda saat ini.

Kita semua memiliki sel darah putih dalam tubuh kita yang merupakan sel amoeboid. Makrofag, sel darah putih yang menggunakan fagositosis untuk membersihkan tubuh dari sel asing, adalah sel amoeboid.

Mereka mengubah bentuknya untuk menelan bakteri dan penyerbu lain di dalam tubuh untuk mempertahankan tubuh dari penyakit dan infeksi.