ЖГУТИКИ: ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ, ПРОКАРИОТИЧЕСКИЕ (СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ) - БИОЛОГИЯ - 2025

Жгутик представляет собой плеть-образный выступ сотового , который участвует в локомоции одноклеточных организмов , так и в движении различных веществ в более сложных организмах.

Мы находим жгутики как в эукариотической, так и в прокариотической ветвях. Прокариотические жгутики представляют собой простые элементы, образованные единственной микротрубочкой, состоящей из субъединиц флагеллина, спирально расположенных, образующих полое ядро.

Источник: LadyofHats. Испанская версия Алехандро Порто

У эукариот конфигурация состоит из девяти пар микротрубочек тубулина и двух пар, расположенных в центральной области. Одним из типичных примеров жгутиков являются отростки сперматозоидов, которые придают им подвижность и позволяют яйцеклетке оплодотворяться.

Реснички, другой тип удлинения клеток, имеют аналогичную структуру и функцию жгутикам, но их не следует путать с жгутиками. Они намного короче и иначе двигаются.

Жгутики прокариот

У бактерий жгутики представляют собой спиральные нити, размеры которых составляют от 3 до 12 микрометров в длину и от 12 до 30 нанометров в диаметре. Они проще, чем те же элементы у эукариот.

Структура

Структурно жгутики бактерий состоят из белковой молекулы, называемой флагеллином. Флагеллины являются иммуногенными и представляют собой группу антигенов, называемых «H-антигенами», которые специфичны для каждого вида или штамма. Он имеет цилиндрическую форму с полым центром.

В этих жгутиках мы можем выделить три основные части: длинную внешнюю нить, крючок, расположенный на конце нити, и базальное тело, прикрепленное к крючку.

Базальное тело имеет общие характеристики с секреторным аппаратом факторов вирулентности. Это сходство может указывать на то, что обе системы унаследованы от общего предка.

классификация

В зависимости от расположения жгутика бактерии делятся на разные категории. Если жгутик расположен на полюсах клетки в виде единой полярной структуры на одном конце, он монотерический, а если он располагается на обоих концах, он является амфибией.

Жгутик также можно найти в виде «шлейфа» на одной или обеих сторонах клетки. В этом случае присваиваемый термин - лофотрический. Последний случай возникает, когда клетка имеет несколько жгутиков, равномерно распределенных по всей поверхности, и называется перитрихозным.

Каждый из этих типов жгутиков также демонстрирует различные типы движений жгутиков.

Бактерии также имеют другие типы выступов на поверхности клетки. Одно из них - пили, они более жесткие, чем жгутик, и бывают двух типов: короткие и обильные и длинные, участвующие в половом акте.

движение

Толчок или вращение жгутика бактерий является продуктом энергии, исходящей от протонно-движущей силы, а не непосредственно от АТФ.

Бактериальные жгутики не вращаются с постоянной скоростью. Этот параметр будет зависеть от количества энергии, которую клетка производит в любой момент времени. Бактерия способна не только изменять скорость, но и изменять направление и движение жгутиков.

Когда бактерии направляются в определенную область, они, скорее всего, будут привлечены стимулом. Это движение известно как такси, и жгутик позволяет организму перемещаться в желаемое место.

Жгутики эукариот

Подобно прокариотическим организмам, эукариоты демонстрируют ряд процессов на поверхности мембраны. Жгутики эукариот состоят из микротрубочек и представляют собой длинные выступы, участвующие в движении и передвижении.

Более того, в эукариотических клетках может быть ряд дополнительных процессов, которые не следует путать с жгутиками. Микроворсинки - это продолжения плазматической мембраны, участвующие в абсорбции, секреции и адгезии веществ. Это также связано с моторикой.

Структура

Структура жгутиков эукариот называется аксонемой: конфигурация, состоящая из микротрубочек и другого класса белков. Микротрубочки имеют конфигурацию под названием «9 + 2», что указывает на то, что существует пара центральных микротрубочек, окруженная 9 внешними парами.

Хотя это определение очень популярно в литературе, оно может вводить в заблуждение, поскольку в центре расположена только одна пара, а не две.

Строение микротрубочек

Микротрубочки - это белковые элементы, состоящие из тубулина. У этой молекулы есть две формы: альфа и бета тубулин. Эти группы вместе образуют димер, который будет формировать единицу микротрубочек. Компоненты полимеризуются и группируются в поперечном направлении.

Существуют различия между количеством протофиламентов, которые имеют микротрубочки, расположенные вокруг центральной пары. Один из них известен как каналец А или полный, потому что он имеет 13 протофиламентов, в отличие от канальца В, который имеет только 10-11 нитей.

Динеин и нексин

Каждая из микротрубочек прикреплена своим отрицательным концом к структуре, известной как базальное тельце или кинетосома, которая похожа по структуре на центриоль центросом с девятью триплетами микротрубочек.

Белок динеин, имеющий большое значение в движении жгутиков эукариот (АТФаза), связан двумя ветвями с каждым A-канальцем.

Нексин - еще один важный белок в составе жгутика. Это отвечает за соединение девяти пар внешних микротрубочек.

движение

Движение жгутиков эукариот направлено действием протеина динеина. Этот белок вместе с кинезином являются наиболее важными моторными элементами, сопровождающими микротрубочки. Они «ходят» по микротрубочке.

Движение происходит, когда пары наружных микротрубочек сдвигаются или скользят. Динеин связан с канальцами как типа А, так и типа В. В частности, основание связано с канальцами А, а голова - с В. Нексин также играет роль в движении.

Есть несколько исследований, посвященных выяснению специфической роли динеина в движении жгутиков.

Различия между прокариотическими и эукариотическими жгутиками

Размеры

Жгутики прокариотических клонов меньше, достигают 12 мкм в длину и средний диаметр 20. Жгутики эукариот могут превышать 200 мкм в длину, а диаметр близок к 0,5 мкм.

Структурная конфигурация

Одной из наиболее выдающихся характеристик жгутиков эукариот является их организация микротрубочек 9 + 0 и конфигурация волокон 9 + 2. У прокариотических организмов такая организация отсутствует.

Прокариотические жгутики не покрыты плазматической мембраной, как в случае с эукариотами.

Состав жгутиков прокариот прост и включает только молекулы белка флагеллина. Состав жгутиков эукариот более сложен и состоит из тубулина, динеина, нексина и дополнительного набора белков, а также других крупных биомолекул, таких как углеводы, липиды и нуклеотиды.

энергии

Источником энергии жгутиков прокариот является не белок АТФаза, закрепленный в мембране, а движущая сила протона. Жгутик эукариот действительно обладает белком АТФазы: динеином.

Сходства и различия с ресничками

сходства

Роль в передвижении

Часто встречается путаница между ресничками и жгутиками. Оба являются цитоплазматическими отростками, которые напоминают волосы и расположены на поверхности клеток. Функционально и реснички, и жгутики представляют собой выступы, которые способствуют перемещению клеток.

Структура

Оба возникают из базальных тел и имеют довольно похожую ультраструктуру. Точно так же химический состав обоих выступов очень похож.

Различия

длина

Решающее различие между этими двумя структурами связано с длиной: в то время как реснички представляют собой короткие выступы (от 5 до 20 мкм в длину), жгутики значительно длиннее и могут достигать длины более 200 мкм, что почти в 10 раз больше. чем реснички.

Количество

Когда в клетке есть реснички, их обычно бывает много. В отличие от клеток, у которых есть жгутики, у которых обычно один или два.

движение

Кроме того, у каждой конструкции есть своеобразный механизм. Реснички двигаются мощными движениями, а жгутики - волнообразными, подобными хлыстам. Движение каждой реснички в клетке независимое, а движение жгутиков координировано. Реснички прикреплены к волнообразной мембране, а жгутики - нет.

сложность

Существует своеобразное различие между сложностью ресничек и жгутиков каждой структуры. Реснички представляют собой сложные выступы по всей своей длине, тогда как сложность жгутика ограничивается только основанием, где расположен двигатель, отвечающий за вращение.

функция

Что касается их функции, реснички участвуют в перемещении веществ в определенном направлении, а жгутики связаны только с движением.

У животных основная функция ресничек - это мобилизация жидкости, слизи или других веществ на поверхности.

Ссылки

1. Альбертс, Б., Джонсон, А., Льюис, Дж., Рафф, М., Роберт, К., и Уолтер, П. (2008). Молекулярная биология клетки. Гарланд Наука, Тейлор и Фрэнсис Групп.
2. Купер, Г.М., Хаусман, Р.Е. и Райт, Н. (2010). Клетка. Марбан.
3. Хикман, К.П., Робертс, Л.С., Кин, С.Л., Ларсон, А., Айнсон, Х. и Эйзенхур, DJ (2008). Комплексные принципы зоологии. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. 14-е издание.
4. Мэдиган, М. Т., Мартинко, Дж. М. и Паркер, Дж. (2004). Брок: Биология микроорганизмов. Pearson Education.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2004). Микробиология: введение (Том 9). Сан-Франциско, Калифорния: Бенджамин Каммингс.