FLAGELE: EVKARIONTSKA, PROKARIOTSKA (STRUKTURA IN FUNKCIJE) - BIOLOGIJA - 2025

Bički je-bič obliki celični projekcijska ki sodeluje v premikanje enoceličnih organizmov in v gibanju različnih snovi v bolj kompleksnih organizmih.

Učence najdemo tako v evkariontski kot prokariotski vrsti. Prokariontske flagele so preprosti elementi, sestavljeni iz enega samega mikrotubula, sestavljenega iz flagelinskih podenot, ki so spiralno konfigurirane in tvorijo votlo jedro.

Vir: LadyofHats. Španska različica Alejandra Porto

Pri evkariotih je konfiguracija devet parov tubulinskih mikrotubul in dva para v osrednjem območju. Eden od značilnih primerov flagella so podaljški sperme, ki jim dajejo gibljivost in omogočajo oploditev jajčne celice.

Cilia, druga vrsta podaljševanja celic, ima podobno strukturo in funkcijo kot flagele, vendar jih ne smemo zamenjati z flageli. So veliko krajši in se premikajo drugače.

Flagele v prokariotih

V bakterijah so flagele spiralne nitke, katerih dimenzije so v dolžini od 3 do 12 mikrometrov in premera 12 do 30 nanometrov. Preprostejši so od enakih elementov v evkariontih.

Struktura

Strukturno so flagele bakterij sestavljene iz beljakovinske molekule, imenovane flagellin. Flagellini so imunogeni in predstavljajo skupino antigenov, imenovanih "H antigeni", ki so značilni za vsako vrsto ali sev. Ta je konfigurirana cilindrično, z votlim središčem.

V teh flagelah lahko ločimo tri glavne dele: dolg zunanji nit, kavelj, ki se nahaja na koncu nitke in bazalno telo, ki je zasidrano na kljuko.

Bazalno telo deli značilnosti s sekretorno napravo za dejavnike virulence. Ta podobnost bi lahko kazala, da sta oba sistema podedovala skupni prednik.

Razvrstitev

Bakterije so glede na lokacijo flagela razvrščene v različne kategorije. Če se flagellum nahaja na polovicah celice kot enojna polarna struktura na enem koncu, je monoteričen in če to počne na obeh koncih, je dvoživka.

Žličke lahko najdemo tudi kot "plum" na eni ali obeh straneh celice. V tem primeru je dodeljeni izraz lofotričen. Zadnji primer se zgodi, kadar ima celica več flagelov, homogeno razporejenih po celotni površini, in se imenuje peritrivna.

Vsaka od teh vrst flagelacije kaže tudi razlike v vrsti gibov, ki jih vodijo.

Bakterije prikazujejo tudi druge vrste štrlečih delcev na površini celice. Eden od njih je pili, ti so bolj trdi kot flagellum in obstajajo dve vrsti: kratki in obilni ter dolgi, ki sodelujejo pri spolnih odnosih.

Premikanje

Potisk ali vrtenje bakterijskega flagelluma je produkt energije, ki prihaja iz protonske sile in ne neposredno iz ATP.

Za bakterijske flagele je značilno, da se ne vrtijo s konstantno hitrostjo. Ta parameter bo odvisen od količine energije, ki jo celica proizvede v določenem času. Bakterija ne more samo modulirati hitrosti, temveč lahko spremeni tudi flagellarno smer in gibanje.

Ko se bakterije usmerijo na določeno območje, jih verjetno privlači dražljaj. To gibanje je znano kot taksiji in flagellum omogoča, da se organizem premakne na želeno lokacijo.

Flagele v evkariontih

Tako kot prokariotski organizmi tudi evkarionti na površini membrane kažejo vrsto procesov. Evkariotske flagele so sestavljene iz mikrotubul in so dolge štrleče plošče, ki sodelujejo pri gibanju in gibanju.

Poleg tega lahko v evkariontskih celicah obstaja vrsta dodatnih procesov, ki jih ne smemo zamenjati z flageli. Microvilli so podaljški plazemske membrane, ki sodelujejo pri absorpciji, izločanju in oprijemu snovi. Povezana je tudi z gibljivostjo.

Struktura

Struktura evkariontskih flagella se imenuje aksonem: konfiguracija, sestavljena iz mikrotubul in drugega razreda beljakovin. Mikrotubuli so konfigurirani v vzorcu, imenovanem "9 + 2", kar pomeni, da obstaja osrednji par mikrotubul, obdan z 9 zunanjimi pari.

Čeprav je ta definicija v literaturi zelo priljubljena, je lahko zavajajoča, saj je v središču le en par - in ne dva.

Struktura mikrotubul

Mikrotubuli so beljakovinski elementi, sestavljeni iz tubulina. Od te molekule obstajata dve obliki: alfa in beta tubulin. Te skupine skupaj tvorijo dimer, ki bo tvoril enoto mikrotubul. Enote polimerizirajo in združijo stransko.

Razlike med številom protofilamentov, ki jih imajo mikrotubule, so nameščene okoli osrednjega para. Ena je znana kot tubula A ali popolna, ker ima 13 protofilamentov, za razliko od tubula B, ki ima le 10 do 11 filamentov.

Dynein in neksin

Vsaka od mikrotubul je s svojim negativnim koncem pritrjena na strukturo, znano kot bazalno telo ali kinetosom, ki je po zgradbi podobna centrioli centrosomov z devetimi tripleti mikrotubul.

Proteinski dynein, ki ima velik pomen pri evkariontskem gibanju flagellarjev (ATPaza), v vsako A cevico povezujeta dve roki.

Neksin je še en pomemben protein v sestavi flagelluma. Ta je odgovoren za združevanje devetih parov zunanjih mikrotubul.

Premikanje

Gibanje evkariontskih flagella usmerja aktivnost proteinskega dinineina. Ta protein je skupaj s kinezinom najpomembnejši gibalni elementi, ki spremljajo mikrotubule. Ti "hodijo" po mikrotubuli.

Gibanje se zgodi, ko se zunanji pari mikrotubul premikajo ali zdrsnejo. Dynein je povezan s cevkami tipa A in tipa B. Konkretno je osnova povezana z A, glava z B. Nexin pa igra tudi vlogo pri gibanju.

Malo je raziskav, ki so bile odgovorne za razjasnitev specifične vloge dininina v klobastem gibanju.

Razlike med prokariotskimi in evkariontskimi flageli

Dimenzije

Dijage v prokariotskih rodovih so manjše, saj lahko dosežejo 12 um dolžine, povprečni premer pa 20. Evkariontske flagele lahko v dolžino presegajo 200 um, premer pa je blizu 0,5 um.

Strukturna konfiguracija

Ena najbolj izstopajočih značilnosti evkariontskih flagella je organizacija mikrotubul 9 + 0 in konfiguracija vlaken 9 + 2. Prokariontskim organizmom te organizacije ni.

Prokariontske flagele niso zavite v plazemsko membrano, kot je to primer z evkarioti.

Sestava prokariotskih flagella je preprosta in vključuje samo molekule flagelinskih beljakovin. Sestava evkariontskih flagella je bolj zapletena, sestavljena iz tubulina, dinineina, neksina in dodatnega nabora beljakovin - kot tudi drugih velikih biomolekul, kot so ogljikovi hidrati, lipidi in nukleotidi.

Energija

Vir energije prokariotskih flagella ne daje protein ATPaze, zasidran v membrani, temveč sila protona. Evkariontski flagellum ima protein ATPaze: dinin.

Podobnosti in razlike s cilijami

Podobnosti

Vloga v gibanju

Zmede med cilijami in flageli so pogoste. Oboje je citoplazemski proces, ki spominja na lase in se nahaja na površini celic. Funkcionalno sta tako cilija kot flagela projekcije, ki olajšata celično gibanje.

Struktura

Obe izhajata iz bazalnih teles in imata precej podobno ultra strukturo. Prav tako je kemična sestava obeh projekcij zelo podobna.

Razlike

Dolžina

Ključna razlika med obema strukturama je povezana z dolžino: medtem ko so cilija kratki štrleči (dolžine od 5 do 20 um), so flagele precej daljše in lahko dosežejo dolžino večjo od 200 um, skoraj 10-krat večjo. kot cilija.

Količina

Kadar ima celica cilija, to običajno stori v večjem številu. V nasprotju s celicami, ki imajo flagele, ki jih ima na splošno eno ali dve.

Premikanje

Poleg tega ima vsaka struktura svojevrstno gibanje. Čiliji se premikajo z močnimi gibi, flagele pa na valovit, podoben bičem. Gibanje vsakega cilija v celici je neodvisno, gibanje pajčevin. Cilija sta zasidrana na valovito membrano, a flagele niso.

Kompleksnost

V celotni strukturi je značilna razlika med zahtevnostjo cilijev in flagella. Cilia so zapletene štrline po celotni dolžini, medtem ko je zahtevnost flagelluma omejena le na podlago, kjer se nahaja motor, ki je odgovoren za vrtenje.

Funkcija

Čiliji so glede na svojo funkcijo vključeni v gibanje snovi v določeni smeri, flagele pa so povezane le z gibanjem.

Pri živalih je glavna funkcija cilija mobilizacija tekočin, sluzi ali drugih snovi na površini.

Reference

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Molekularna biologija celice. Garland Science, Taylor in Francis Group.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Celica. Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrirana načela zoologije. New York: McGraw-Hill. 14. izdaja
4. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biologija mikroorganizmov. Pearsonova vzgoja.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2004). Mikrobiologija: uvod (letnik 9). San Francisco, Kalifornija: Benjamin Cummings.