Съдържание
- Структурата на прокариотните клетъчни джгутици е проста
- Еукариотните джгутици имат сложна структура
- Джгутиците работят чрез ротационно движение на филамента
- Прокариотичните флагели на бактериите са задвижвани от флагеларен двигател
- Eukaryotic Flagella Използвайте ATP за огъване
- Прокариотичните жлези са важни за бактериалното размножаване
- Еукариотичните клетки използват джгутици, за да се движат вътре и извън организми
Клетъчната мобилност е ключов компонент за оцеляването на много едноклетъчни организми и може да бъде важна и за по-напредналите животни. Клетките използват жгутици за придвижване да търси храна и да избяга от опасността. Биггеловите бикове могат да се въртят, за да стимулират движението чрез ефект на тирбушон или могат да действат като гребла, за да подредят клетките през течности.
Джгутиците се намират в бактериите и в някои еукариоти, но тези два типа джгутици имат различна структура.
Бактериален фланел помага на полезните бактерии да се движат през организма и помага на болестотворните бактерии да се разпространяват по време на инфекции. Те могат да се преместят там, където могат да се размножават, и могат да избегнат някои от атаките от имунната система на организма. За напреднали животни клетки като сперматозоидите се движат с помощта на фланела.
Във всеки случай, движението на жгутиците позволява на клетката да се движи в обща посока.
Структурата на прокариотните клетъчни джгутици е проста
Джуджетата за прокариоти като бактерии са съставени от три части:
Дълбоковата нишка се създава чрез транспортиране на протеиновия флагелин от клетъчните рибозоми през кухото ядро до върха, където флагелинът се прикрепя и кара нишката да расте. Базалното тяло образува мотор на фланела, а куката придава на въртенето ефект на тирбушон.
Еукариотните джгутици имат сложна структура
Движението на еукариотните жгутици и тези на прокариотичните клетки е подобно, но структурата на нишката и механизмът за въртене са различни. Базалното тяло на еукариотните жгутици е закотвено към клетъчното тяло, но флагелът няма прът и дискове. Вместо това нишката е твърда и е съставена от двойки микротрубове.
Тубулите са подредени като девет двойни тръби около централна двойка тръби във формация 9 + 2. Тубулите са изградени от линейни протеинови струни около кух център. Двойните тръби имат обща стена, докато централните тръби са независими.
Протеинови спици, оси и връзки се присъединяват към микротрубовете по дължината на нишката. Вместо от движение, създадено в основата чрез въртящи се пръстени, движението на фланела идва от взаимодействие на микротрубовете.
Джгутиците работят чрез ротационно движение на филамента
Въпреки че бактериалните жгутици и тези на еукариотните клетки имат различна структура, и двете работят чрез ротационно движение на нишката, за да задвижат клетката или да преместят течностите покрай клетката. По-късите нишки ще са склонни да се движат напред-назад, докато по-дългите нишки ще имат кръгово спирално движение.
При бактериални жлези куката в долната част на нишката се върти там, където е закотвена към клетъчната стена и плазмената мембрана. Въртенето на куката води до движение на флагела като витло. При еукариотните жгутици въртящото се движение се дължи на последователното огъване на нишката.
Полученото движение може да бъде като камшик в допълнение към ротационното.
Прокариотичните флагели на бактериите са задвижвани от флагеларен двигател
Под куката на бактериални жлези, основата на флагела е прикрепена към клетъчната стена и клетъчната плазмена мембрана чрез поредица пръстени, заобиколени от протеинови вериги. Протонната помпа създава протонен градиент през най-долния пръстен и електрохимичният градиент захранва въртене през протонна движеща сила.
Когато протоните дифундират през най-долната граница на пръстена поради протонната сила на движение, пръстенът се завърта и прикрепената кука на нишката се върти. Въртенето в една посока води до контролирано движение на бактерията напред. Въртенето в другата посока кара бактериите да се движат по случаен начин.
Получената бактериална подвижност, комбинирана с промяната на посоката на въртене, произвежда един вид произволно ходене, което позволява на клетката да покрие много земя в обща посока.
Eukaryotic Flagella Използвайте ATP за огъване
Основата на флагела на еукариотните клетки е плътно закотвена към клетъчната мембрана и жлезите се огъват, а не се въртят. Протеинови вериги, наречени dynein са прикрепени към някои от двойните микротубули, подредени около нишките на жлезите в радиални спици.
Молекулите на dynein използват енергия от аденозин трифосфат (ATP), молекула за съхранение на енергия, за да произведе движение на огъване във флагела.
Динеиновите молекули карат жгутиците да се огъват, като движат микротубулите нагоре и надолу един срещу друг. Те отделят една от фосфатните групи от молекулите на АТФ и използват освободената химическа енергия, за да грабнат една от микротубулите и да я придвижат към тръбата, към която са прикрепени.
Чрез координиране на такова огъващо действие, полученото движение на нишките може да бъде въртящо се напред или назад.
Прокариотичните жлези са важни за бактериалното размножаване
Докато бактериите могат да оцелеят за дълги периоди на открито и на твърди повърхности, те растат и се размножават в течности. Типичните течни среди са богати на хранителни вещества разтвори и вътрешността на напреднали организми.
Много от тези бактерии, като тези в черва на животни, са полезни, но те трябва да могат да намерят необходимите хранителни вещества и да избягват опасни ситуации.
Флагелите им позволяват да се придвижват към храната, далеч от опасните химикали и да се разпространяват, когато се размножават.
Не всички бактерии в червата са полезни. H. pylori, например, е бисерна бактерия, която причинява язви на стомаха. Разчита на жлезите да се движат през слузта на храносмилателната система и да избягват области, които са твърде кисели. Когато намери благоприятно пространство, той се размножава и използва жлебчета, за да се разпространи.
Проучванията показват, че H. pylori жлезниците са ключов фактор за инфекциозността на бактериите.
Свързана статия: Преобразуване на сигнала: Определение, Функция, Примери
Бактериите могат да бъдат класифицирани според номер и местоположение на техните жгутици. Monotrichous бактериите имат един жълтеник в единия край на клетката. Lophotrichous бактериите имат куп от няколко жлези в единия край.
Peritrichous бактериите имат както странични, така и джобни в края на клетката amphitrichous бактериите могат да имат една или няколко джобчета в двата края.
Подреждането на жлезниците влияе колко бързо и по какъв начин бактерията може да се движи.
Еукариотичните клетки използват джгутици, за да се движат вътре и извън организми
Еукариотичните клетки с ядро и органели се намират във висшите растения и животни, но също и като едноклетъчни организми. Еукариотните жгутици се използват от примитивни клетки за придвижване наоколо, но те могат да бъдат намерени и при напреднали животни.
В случай на едноклетъчни организми, жгутиците се използват за намиране на храна, за разпространение и бягство от хищници или неблагоприятни условия. При напреднали животни специфичните клетки използват еукариотен джоб за специални цели.
Например зелените водорасли Chlamydomonas reinhardtii използва две водорасли жгутици, за да се движи през водата на езерата и реките или почвата. Той разчита на това движение да се разпространи след възпроизвеждането и е широко разпространен по целия свят.
При по-висшите животни сперматозоидът е пример за мобилна клетка, използваща еукариотичен флагел за движение. Ето как сперматозоидите се движат през женския репродуктивен тракт, за да оплождат яйцеклетката и да започнат сексуално размножаване.