ДЖГУТИКА: ЕУКАРИОТИЧНА, ПРОКАРИОТНА (СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ) - БИОЛОГИЯ - 2025

А камшиче е камшик форма клетъчна издатина, която участва в придвижване на едноклетъчни организми и в движението на различни вещества в по-сложни организми.

Откриваме жгутици както в еукариотната, така и в прокариотната линия. Прокариотичните жгутици са прости елементи, образувани от една микротрубула, съставена от флагелинови субединици, конфигурирани по спирален начин, образуващи кухо ядро.

Източник: LadyofHats. Испанска версия на Алехандро Порто

В еукариотите конфигурацията е девет двойки тубулинови микротрубове и две двойки, разположени в централната област. Един от типичните примери за джобни са разширенията на сперматозоидите, които им придават подвижност и позволяват на яйцеклетката да се оплоди.

Cilia, друг вид удължаване на клетките, има подобна структура и функция като жлези, но не бива да се бърка с жлезините. Те са много по-къси и се движат по различен начин.

Джгутика в прокариоти

При бактериите жгутиците са спирални нишки, чиито размери са в диапазона от 3 до 12 микрометра дължина и 12 до 30 нанометра в диаметър. Те са по-прости от същите елементи в еукариотите.

структура

В структурно отношение жълтиците на бактериите са съставени от протеинова молекула, наречена флагелин. Флагелините са имуногенни и представляват група антигени, наречени "H антигени", които са специфични за всеки вид или щам. Това е конфигурирано по цилиндричен начин, с кух център.

В тези жгутици можем да различим три основни части: дълга външна нишка, кука, която е разположена в края на нишката и базално тяло, което е закотвено към куката.

Базалното тяло споделя характеристики с секреторния апарат за фактори на вирулентност. Това сходство може да показва, че и двете системи са наследени от общ прародител.

класификация

В зависимост от местоположението на флагела, бактериите се класифицират в различни категории. Ако флагелът е разположен на полюсите на клетката като единична полярна структура в единия си край, той е монотерен и ако го прави в двата края, това е земноводно.

Флагелът може да се намери и като „шлейф“ от едната или от двете страни на клетката. В този случай определеният термин е лофотричен. Последният случай възниква, когато клетката има множество жлези, хомогенно разпределени по цялата повърхност, и се нарича перитритна.

Всеки един от тези видове бичуване показва също вариации във вида на движенията, които прави джгутила.

Бактериите също показват други видове проекции на повърхността на клетката. Едно от тях е пили, те са по-твърди от жълтеник и има два вида: късите и изобилните и дългите, участващи в полов акт.

движение

Тягата или въртенето на бактериалния флагел е продукт на енергията, идваща от протонно-мотивната сила, а не директно от АТФ.

Бактериалните жгутици се характеризират с това, че не се въртят с постоянна скорост. Този параметър ще зависи от количеството енергия, което клетката произвежда в даден момент. Бактерията е способна не само да модулира скоростта, може също така да промени посоката и движението на жгутиците.

Когато бактерията е насочена към определена област, вероятно е привлечена от стимул. Това движение е известно като таксита, а флагелът позволява на организма да се придвижи до желаното място.

Джгутика в еукариоти

Подобно на прокариотните организми, еукариотите проявяват серия от процеси на повърхността на мембраната. Еукариотичните жлези са съставени от микротрубове и представляват дълги изпъкналости, участващи в движението и локомоцията.

Освен това в еукариотните клетки може да има поредица от допълнителни процеси, които не трябва да се бъркат с жлечици. Microvilli са разширения на плазмената мембрана, участващи в абсорбцията, секрецията и адхезията на веществата. Свързан е и с подвижността.

структура

Структурата на еукариотните жгутици се нарича аксонема: конфигурация, изградена от микротрубове и друг клас протеини. Микротубулите са конфигурирани по образец, наречен "9 + 2", което показва, че има централна двойка микротубули, заобиколена от 9 външни двойки.

Въпреки че това определение е много популярно в литературата, то може да бъде подвеждащо, тъй като само една двойка е разположена в центъра - и не две.

Структура на микротубулите

Микротубулите са протеинови елементи, изградени от тубулин. От тази молекула има две форми: алфа и бета тубулин. Тези групи заедно образуват димер, който ще формира единицата от микротрубове. Единиците полимеризират и агрегират странично.

Има разлики между броя на протофиламентите, които микротрубовете имат, които са разположени около централната двойка. Единият е известен като тубула А или пълен, тъй като има 13 протофиламента, за разлика от тубул В, който има само 10 до 11 нишки.

Динин и нексин

Всяка една от микротубулите е прикрепена от своя отрицателен край към структура, известна като базално тяло или кинетозома, която е подобна по структура на центролата на центрозомите с девет трикратни микротрубове.

Протеиновият дюнин, който има голямо значение за еукариотичното движение на жлебоболите (АТФаза), се свързва с две рамена към всеки A канал.

Нексинът е друг важен протеин в състава на флагела. Това е отговорно за присъединяването към деветте двойки външни микротрубове.

движение

Движението на еукариотните жгутици се насочва от активността на протеиновия динин. Този протеин, заедно с кинезин, са най-важните двигателни елементи, които придружават микротрубовете. Тези "разходки" по микротубулата.

Движението възниква, когато външните двойки микротрубове се изместват или се плъзгат. Dynein е свързан както с тръби тип A, така и от тип B. По-специално, основата е свързана с A, а главата с B. Nexin също играе роля в движението.

Има малко проучвания, които са отговорни за изясняване на специфичната роля на дюнин в движението на жлебовете.

Разлики между прокариотни и еукариотни жлези

Размери

Джгутиците в прокариотни линии са по-малки, достигат 12 um дължина, а средният диаметър е 20. Eukaryotic джгутиците могат да надвишават 200 mm дължина, а диаметърът е близо до 0,5 um.

Структурна конфигурация

Една от най-забележителните характеристики на еукариотните жгутици е тяхната организация на микротубули 9 + 0 и конфигурация на влакна 9 + 2. Прокариотичните организми нямат тази организация.

Прокариотните жгутици не са обвити в плазмената мембрана, както е при еукариотите.

Съставът на прокариотните жгутици е прост и включва само молекули флагелин протеин. Съставът на еукариотните джоблици е по-сложен, състоящ се от тубулин, динин, нексин и допълнителен набор от протеини - както и други големи биомолекули като въглехидрати, липиди и нуклеотиди.

Енергия

Енергийният източник на прокариотните жгутици не се осигурява от протеин АТФаза, закотвен в мембраната, а от протонната движеща сила. Еукариотичният флагел притежава ATPase протеин: dynein.

Прилики и разлики с ресничките

прилики

Роля в движение

Объркването между ресничките и жлезите е често срещано. И двете са цитоплазмени процеси, които наподобяват косата и са разположени на повърхността на клетките. Функционално, както ресничките, така и жлезите са проекции, които улесняват клетъчната локомоция.

структура

И двете възникват от базалните тела и имат доста сходна ултраструктура. По същия начин химичният състав на двете проекции е много сходен.

Различията

дължина

Съществената разлика между двете структури е свързана с дължината: докато ресничките са къси изпъкналости (с дължина между 5 и 20 мкм), жгутиците са значително по-дълги и могат да достигнат дължини по-големи от 200 мкм, почти 10 пъти по-дълги. отколкото реснички.

количество

Когато клетката има реснички, обикновено това прави в значителен брой. За разлика от клетките, които имат джобчета, които обикновено имат една или две.

движение

Освен това всяка структура има своеобразно движение. Ресничките се движат с мощни удари, а флагелите по вълнообразен, подобен на камшик. Движението на всеки реснички в клетката е независимо, докато движението на жлезите е координирано. Цилиите са закотвени към вълнообразна мембрана, а жлечките не са.

Сложност

Има особена разлика между сложността на ресничките и жлезниците във всяка структура. Cilia са сложни издатини по цялата им дължина, докато сложността на флагела е ограничена само до основата, където се намира двигателят, който е отговорен за въртенето.

функция

Що се отнася до тяхната функция, ресничките участват в движението на вещества в някаква специфична посока, а жлечките са свързани само с локомоция.

При животните основната функция на ресничките е мобилизирането на течности, слуз или други вещества на повърхността.

Препратки

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Молекулярна биология на клетката. Garland Science, Taylor и Francis Group.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Клетката. Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Интегрирани принципи на зоологията. Ню Йорк: McGraw-Hill. 14-то издание.
4. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Брок: Биология на микроорганизмите. Pearson Education.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2004). Микробиология: увод (том 9). Сан Франциско, Калифорния: Бенджамин Къмингс.