Садржај
- Структура ћелија прокариотских ћелија је једноставна
- Еукариотске флагеле имају сложену структуру
- Флагела делују ротацијским гибањем филца
- Прокариотске бактерије бактерија покрећу флагеларним мотором
- Еукариотске флагеле користе АТП за савијање
- Прокариотске флагеле важне су за ширење бактерија
- Еукариотске ћелије користе флагеле да би се кретале унутар и изван организама
Мобилност ћелија је кључна компонента за опстанак многих једноћелијских организама, а може бити важна и код напреднијих животиња. Ћелије користе флагеле за локомоција да тражи храну и да побегне од опасности. Бичеви који се назиру бичевима могу се окретати да би се поспешило кретање помоћу ефекта чепа, или могу да делују попут весла, да би разређивали ћелије кроз течност.
Флагеле се налазе у бактеријама и неким еукариотама, али те две врсте флагела имају различиту структуру.
Бактеријски флагеллум помаже корисним бактеријама да се крећу кроз организам и помаже бактеријама које изазивају болест да се шире током инфекција. Могу се преселити тамо где се могу размножавати, а могу избећи и неке нападе из имуног система организма. Код напредних животиња ћелије попут сперме се крећу уз помоћ флагела.
У сваком случају, кретање флагела омогућава ћелији да се креће у општем правцу.
Структура ћелија прокариотских ћелија је једноставна
Флагеле за прокариоте попут бактерија састоје се од три дела:
Флагеларни филамент настаје преношењем протеина флагеллин из ћелијских рибосома кроз шупље језгро до врха где се флагеллин причвршћује и чини да филамент расте. Базално тело формира моторни флагеллума, а кука даје ротацији ефект чепа.
Еукариотске флагеле имају сложену структуру
Кретање еукариотских бичева и кретања прокариотских ћелија је слично, али структура нити и механизам ротације су различити. Базално тело еукариотских флагела усидрено је у ћелијско тело, али флагелу недостаје штап и дискови. Уместо тога, нит је чврста и састављена је парова микротубула.
Цјевчице су распоређене као девет двоструких цеви око централног пара цеви у формацији 9 + 2. Цјевчице су састављене од линеарне протеинске жице око шупљег центра. Двоструке цеви дели заједнички зид док су централне цеви независне.
Протеински жбице, осе и везе придружују се микротубулима дуж дужине влакна. Уместо покрета који се ствара у бази ротирајућим прстеновима, гибање флагела долази из интеракције микротубула.
Флагела делују ротацијским гибањем филца
Иако бактеријске бичеве и ћелије еукариота имају различиту структуру, обе раде ротационим покретом нити да би покренуле ћелију или померале течност поред ћелије. Краћи филаменти ће имати тенденцију померања напријед-назад, док ће дужи филаменти имати кружно спирално кретање.
Код бактеријских флагела кука на дну нити се окреће тамо где је усидрена на ћелијској стијенци и плазма мембрани. Ротација куке резултира гибањем флагела у пропелеру. Код еукариотских флагела, ротационо кретање је последица секвенцијалног савијања нити.
Резултирајуће кретање може бити вртасто поред ротационог.
Прокариотске бактерије бактерија покрећу флагеларним мотором
Под удицом бактеријских флагела, база флагела је причвршћена на ћелијску стијенку и ћелијску плазма мембрану низом прстенова окруженима ланцима протеина. Протонска пумпа ствара протонски градијент кроз најнижи део прстенова, а електрохемијски градијент врши ротацију кроз снага протона.
Када протони дифундирају преко најниже границе прстена због протонске силе покрета, прстен се окреће и везана кука за филамент ротира. Ротација у једном правцу резултира контролисаним кретањем бактерије напред. Ротација у другом правцу чини да се бактерије крећу насумичним превртањем.
Резултирајућа бактеријска покретљивост у комбинацији са променом смера ротације производи неку врсту случајног хода која омогућава ћелији да опште прекрива земљу у општем правцу.
Еукариотске флагеле користе АТП за савијање
База флагела еукариотских ћелија чврсто је усидрена на ћелијској мембрани и бичеви се савијају уместо да се окрећу. Протеински ланци названи динеин причвршћени су за неке од двоструких микротубула распоређених око фигела флагела у радијалним жбицама.
Молекули динин користе енергију из аденозин трифосфат (АТП), молекул за складиштење енергије, који ствара гибање савијања у бичевима.
Молекули дининеина чине да се бичеви савијају померајући микротубуле горе-доле један против другог. Оне одвајају једну од фосфатних група из молекула АТП-а и ослобођену хемијску енергију уграђују у једну од микротубула и крећу је према тубулу за који су везани.
Координирањем такве акције савијања, резултирајући покрет филамента може бити ротацијски или назад и назад.
Прокариотске флагеле важне су за ширење бактерија
Док бактерије могу преживјети дуго на отвореном и на чврстим површинама, у течности расту и множе се. Типична течна окружења су хранљива храњива и раствори унутрашњост напредних организама.
Многе од ових бактерија, као што су оне у црева животиња, корисно је, али морају бити у стању да пронађу потребне хранљиве састојке и избегну опасне ситуације.
Флагеле им омогућавају да се крећу према храни, даље од опасних хемикалија и да се шире када се множе.
Нису све бактерије у цревима корисне. Х. пилорина пример, је флагелирана бактерија која изазива чир на желуцу. Ослања се на флагеле да би се кретале кроз слуз из пробавног система и избегавале подручја која су превише кисела. Кад нађе повољан простор, умножава се и користи флагеле да се рашири.
Студије су показале да Х. пилори флагеле су кључни фактор инфективности бактерија.
Сродни чланак: Пренос сигнала: Дефиниција, функција, примери
Бактерије се могу класификовати према број и локацију њихових флагела. Монотрицхоус бактерије имају један флагеллум на једном крају ћелије. Лопхотрицхоус бактерије имају гомилу неколико флагела на једном крају.
Перитрицхоус бактерије имају и бочне флагеле и флагеле на крајевима ћелије ампхитрицхоус бактерије могу имати једну или више флагела на оба краја.
Распоред флагела утиче на то колико се брзо и на који начин бактерија може кретати.
Еукариотске ћелије користе флагеле да би се кретале унутар и изван организама
Еукариотске ћелије са језгром и органелама налазе се у вишим биљкама и животињама, али и као једноћелијски организми. Примитивне ћелије користе еукариотске бичеве да се крећу унаоколо, али се могу наћи и у напредним животињама.
У случају једноћелијских организама, флагеле се користе за лоцирање хране, ширење и бекство од предатора или неповољних услова. Код напредних животиња специфичне ћелије користе еукариотске флагеллум за посебне сврхе.
На пример, зелене алге Цхламидомонас реинхардтии користи два алгела алге за кретање кроз воду језера и река или тла. Ослања се на то да се кретање након репродукције шири и широко је распрострањено широм света.
Код виших животиња сперматозоида је пример мобилне ћелије која користи еукариотске флагеллум за кретање. Овако се сперматозоиди крећу женским репродуктивним трактом како би оплодили јаје и започели сексуалну репродукцију.