FLAGELLA: EUKARYOT, PROKARYOT (STRUKTUR OG FUNKTIONER) - BIOLOGI - 2025

Et flagellum er en piskeformet cellulær fremspring, der deltager i bevægelse af enhedsceller og i bevægelse af forskellige stoffer i mere komplekse organismer.

Vi finder flagella i både den eukaryote og den prokaryote afstamning. Prokaryotiske flagella er enkle elementer, dannet af en enkelt mikrotubule sammensat af flagellin-underenheder konfigureret på en spiralformet måde og danner en hul kerne.

Kilde: LadyofHats. Spansk version af Alejandro Porto

I eukaryoter er konfigurationen ni par tubulinmikrotubuli og to par beliggende i det centrale område. Et af de typiske eksempler på flagella er sædforlængelserne, der giver dem mobilitet og tillader æg at befrugte.

Cilia, en anden type celleforlængelse, har en lignende struktur og funktion som flagella, men bør ikke forveksles med flagella. De er meget kortere og bevæger sig forskelligt.

Flagella i prokaryoter

I bakterier er flagella spiralformede filamenter, hvis dimensioner er i området fra 3 til 12 mikrometer i længde og 12 til 30 nanometer i diameter. De er enklere end de samme elementer i eukaryoter.

Struktur

Strukturelt består bakteriernes flagella af et proteinmolekyle kaldet flagellin. Flagelliner er immunogene og repræsenterer en gruppe antigener kaldet "H-antigener", der er specifikke for hver art eller stamme. Dette er konfigureret på en cylindrisk måde med et hult centrum.

I disse flagella kan vi skelne mellem tre hoveddele: en lang ekstern glødetråd, en krog, der er placeret i enden af ​​glødetråden og et basallegeme, der er forankret til krogen.

Basallegemet deler karakteristika med det sekretoriske apparat til virulensfaktorer. Denne lighed kunne indikere, at begge systemer er arvet fra en fælles stamfar.

Klassifikation

Afhængig af placeringen af ​​flagellumet klassificeres bakterier i forskellige kategorier. Hvis flagellumet er placeret ved polerne i cellen som en enkelt polær struktur i den ene ende er det monoterisk, og hvis det gør det i begge ender, er det amfibie.

Flagellumet kan også findes som en "blæser" på den ene eller begge sider af cellen. I dette tilfælde er det tildelte udtryk lophotrisk. Det sidste tilfælde opstår, når cellen har flere flageller homogent fordelt over hele overfladen og kaldes peritrich.

Hver af disse typer flagellering udviser også variationer i typen af ​​bevægelser, som flagella foretager.

Bakterier viser også andre typer fremspring på celleoverfladen. En af dem er pili, disse er mere stive end et flagellum, og der er af to typer: de korte og rigelige, og de lange, der er involveret i seksuel omgang.

Bevægelse

Stykket eller rotationen af ​​bakterieflagellen er produktet af energien, der kommer fra proton-motorisk kraft og ikke direkte fra ATP.

Bakterielle flageller er kendetegnet ved ikke at rotere med konstant hastighed. Denne parameter afhænger af den mængde energi, som cellen producerer på et givet tidspunkt. Bakterien er ikke kun i stand til at modulere hastighed, den kan også ændre flagellær retning og bevægelse.

Når bakterierne ledes til et bestemt område, vil de sandsynligvis blive tiltrukket af en stimulus. Denne bevægelse er kendt som taxaer, og flagellum giver organismen mulighed for at bevæge sig til det ønskede sted.

Flagella i eukaryoter

Ligesom prokaryote organismer udviser eukaryoter en række processer på overfladen af ​​membranen. Eukaryotiske flagella består af mikrotubuli og er lange fremspring involveret i bevægelse og bevægelse.

Derudover kan der i eukaryote celler være en række yderligere processer, som ikke bør forveksles med flagella. Microvilli er udvidelser af plasmamembranen involveret i absorption, sekretion og vedhæftning af stoffer. Det er også relateret til bevægelighed.

Struktur

Strukturen af ​​eukaryotisk flagella kaldes et aksonem: en konfiguration, der består af mikrotubuli og en anden klasse proteiner. Mikrotubulerne er konfigureret i et mønster kaldet "9 + 2", hvilket indikerer, at der er et centralt mikrotubuluspar omgivet af 9 ydre par.

Selvom denne definition er meget populær i litteraturen, kan den være vildledende, da der kun er et par i midten - og ikke to.

Mikrotubulers struktur

Mikrotubuli er proteinelementer, der består af tubulin. Af dette molekyle er der to former: alpha og beta tubulin. Disse grupperer sammen en dimer, som danner enheden af ​​mikrotubuli. Enhederne polymeriserer og aggregeres lateralt.

Der er forskelle mellem antallet af protofilamenter, som mikrotubulier har, der er placeret omkring det centrale par. Den ene er kendt som tubule A eller komplet, fordi den har 13 protofilamenter i modsætning til tubule B, der kun har 10 til 11 filamenter.

Dynein og nexin

Hver af mikrotubulerne er ved sin negative ende bundet til en struktur kendt som basallegemet eller kinetosomet, der ligner struktur i forhold til centrosomernes centriole med ni tripletter mikrotubuli.

Proteinet dynein, der er meget vigtig ved eukaryot flagellær bevægelse (en ATPase), er forbundet med to arme til hver A-tubule.

Nexin er et andet vigtigt protein i sammensætningen af ​​flagellum. Dette er ansvarlig for sammenføjning af de ni par ydre mikrotubuli.

Bevægelse

Bevægelsen af ​​eukaryotisk flagella styres af aktiviteten af ​​proteinet dynein. Dette protein er sammen med kinesin de vigtigste motoriske elementer, der ledsager mikrotubuli. Disse "går" på mikrotubulien.

Bevægelse sker, når de ydre mikrotubuluspar skifter eller glider. Dynein er knyttet til både type A- og type B. Tubes er specifikt bundet til A og hovedet med B. Nexin spiller også en rolle i bevægelse.

Der er få undersøgelser, der har været ansvarlig for at belyse dyneins specifikke rolle i flagellær bevægelse.

Forskelle mellem prokaryotisk og eukaryotisk flagella

Dimensioner

Flagellerne i prokaryotiske linjer er mindre og kan nå 12 um lang, og den gennemsnitlige diameter er 20. Eukaryotisk flagella kan overstige 200 um i længden, og diameteren er tæt på 0,5 um.

Strukturel konfiguration

En af de mest fremragende egenskaber ved eukaryotisk flagella er deres mikrotubulusorganisering på 9 + 0 og fiberkonfiguration af 9 + 2. Prokaryote organismer mangler denne organisation.

Prokaryotiske flagella er ikke indhyllet i plasmamembranen, som det er tilfældet med eukaryoter.

Sammensætningen af ​​prokaryotiske flagella er enkel og inkluderer kun flagellinproteinmolekyler. Sammensætningen af ​​eukaryotisk flagella er mere kompleks og består af tubulin, dynein, nexin og et yderligere sæt proteiner - såvel som andre store biomolekyler, såsom kulhydrater, lipider og nukleotider.

Energi

Prokaryotisk flagellas energikilde gives ikke af et ATPase-protein, der er forankret i membranen, men af ​​protonmotivkraften. Eukaryotisk flagellum har et ATPase-protein: dynein.

Ligheder og forskelle med cilia

ligheder

Roll i bevægelse

Forvirring mellem cilia og flagella er almindelig. Begge er cytoplasmatiske processer, der ligner hår og er placeret på overfladen af ​​celler. Funktionelt er både cilia og flagella fremskrivninger, der letter cellulær bevægelse.

Struktur

Begge stammer fra basallegemerne og har en temmelig lignende ultra-struktur. Ligeledes er den kemiske sammensætning af begge fremspring meget lig.

Forskelle

Længde

Den afgørende forskel mellem de to strukturer er relateret til længde: mens cilierne er korte fremspring (mellem 5 og 20 um i længden), er flagellaerne betydeligt længere og kan nå længder større end 200 um, næsten 10 gange så lang. end cilia.

Antal

Når cellen har cilia, gør den det normalt i betydeligt antal. I modsætning til celler, der har flagella, som generelt har en eller to.

Bevægelse

Derudover har hver struktur en ejendommelig bevægelse. Cilia bevæger sig i kraftige streger og flagellerne på en bølgende, piskelignende måde. Bevægelsen af ​​hvert cilium i cellen er uafhængig, mens bevægelsen af ​​flagella er koordineret. Cilia er forankret i en bølgende membran, og flagella er det ikke.

kompleksitet

Der er en speciel forskel mellem kompleksiteten af ​​cilia og flagella i hver struktur. Cilia er komplekse fremspring i hele deres længde, mens kompleksiteten af ​​flagellum kun er begrænset til basen, hvor den motor, der er ansvarlig for rotationen, er placeret.

Fungere

Med hensyn til deres funktion er cilia involveret i bevægelse af stoffer i en bestemt retning, og flagella er kun relateret til bevægelse.

Hos dyr er cilias hovedfunktion mobilisering af væsker, slim eller andre stoffer på overfladen.

Referencer

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Cellens molekylærbiologi. Garland Science, Taylor og Francis Group.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Cellen. Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrerede zoologiske principper. New York: McGraw-Hill. 14. udgave.
4. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biologi af mikroorganismer. Pearson Uddannelse.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2004). Mikrobiologi: en introduktion (bind 9). San Francisco, Californien: Benjamin Cummings.