FLAGELLA: EUKARIÓTA, PROKARIÓTA (SZERKEZET ÉS FUNKCIÓK) - BIOLÓGIA - 2026

A flagellum egy ostor alakú celluláris vetület, amely részt vesz az egysejtű szervezetek mozgásában és a különféle anyagok mozgásában összetettebb szervezetekben.

Mind az eukarióta, mind a prokarióta vonalban megtalálható a flagella. A prokarióta flagella egyszerű elemek, amelyeket egyetlen mikrotubulus alkot, amely flagellin alegységekből áll, spirálisan konfigurálva, és üreges magot képez.

Forrás: LadyofHats. Alejandro Porto spanyol változata

Az eukariótákban a konfiguráció kilenc pár tubulin mikrotubulust és két pár a középső régióban helyezkedik el. A flagella egyik tipikus példája a spermameghosszabbítás, amely mobilitást biztosít és lehetővé teszi a petesejt megtermékenyülését.

A Cilia, a sejtek meghosszabbításának másik típusa, szerkezete és funkciója hasonló a flagella-hoz, de nem szabad összekeverni a flagella-val. Sokkal rövidebbek és eltérően mozognak.

Flagella prokariótákban

A baktériumokban a flagella spirális szálak, amelyek mérete 3–12 mikrométer hosszú és 12–30 nanométer átmérőjű. Egyszerűbbek, mint az eukarióták azonos elemei.

Szerkezet

Strukturálisan a baktériumok flagella egy flagellin nevű proteinmolekulából áll. A flagellinek immunogének és "H antigéneknek" nevezett antigének egy csoportját képviselik, amelyek az egyes fajokra vagy törzsekre specifikusak. Ez hengeres módon van kialakítva, üreges központtal.

Ezekben a flagella-ban három fő részt különböztetünk meg: egy hosszú külső izzószálat, egy horgot, amely az izzó végén található, és egy alaptestet, amely a horoghoz van rögzítve.

Az alaptest megosztja a virulencia faktorok szekréciós berendezésének jellemzőit. Ez a hasonlóság azt jelezheti, hogy mindkét rendszert egy közös őstől örökölték.

Osztályozás

A flagellum elhelyezkedésétől függően a baktériumokat különféle kategóriákba sorolják. Ha a flagellum a cella pólusainál egyetlen poláris szerkezetként helyezkedik el az egyik végén, akkor monoterikus, és ha mindkét végén megteszi, akkor kétéltű.

A flagellum úgy is megtalálható, mint „tollazat” a cella egyik vagy mindkét oldalán. Ebben az esetben a kijelölt kifejezés lophotric. Az utolsó eset akkor fordul elő, amikor a sejtnek több, a teljes felületén homogénen eloszló flagella van, és peritrichousnak nevezik.

Ezeknek a pelyhesítési típusoknak a vargányának mozgásainak típusától is eltéréseket mutat.

A baktériumok más típusú vetületeket is mutatnak a sejt felületén. Az egyik a pili, ezek merevebbek, mint a flagellum, és kétféle van: a rövid és a bőséges, valamint a hosszú a nemi közösülésben részt vevő.

Mozgalom

A bakteriális flagellum tolóerője vagy forgása a proton-motiváló erőből származó energia, és nem közvetlenül az ATP-ből származik.

A bakteriális lepkékre jellemző, hogy nem állandó sebességgel forognak. Ez a paraméter attól az energiamennyiségtől függ, amelyet a sejt adott időben termel. A baktérium nemcsak a sebesség modulálására képes, hanem megváltoztathatja a szárnyak irányát és mozgását.

Ha a baktériumokat egy adott területre irányítják, akkor valószínűleg vonzzák őket egy inger. Ezt a mozgást taxiknak nevezik, és a flagellum lehetővé teszi a szervezet számára, hogy a kívánt helyre mozogjon.

Flagella eukariótákban

A prokarióta organizmusokhoz hasonlóan az eukarióták számos folyamatot mutatnak a membrán felületén. Az eukarióta lepkék mikrotubulusokból állnak, és hosszú előrejelzésekkel járnak a mozgásban és a mozgásban.

Ezenkívül az eukarióta sejtekben számos további folyamat is megtörténhet, amelyeket nem szabad összekeverni a flagella-val. A mikrovillák a plazmamembrán meghosszabbításai, amelyek részt vesznek az anyagok felszívódásában, szekréciójában és adhéziójában. Ez a motilitással is összefügg.

Szerkezet

Az eukarióta flagella szerkezetét axoneme-nek nevezzük: egy mikrotubulusból és egy másik osztályú fehérjéből álló konfigurációt. A mikrotubulusok "9 + 2" elnevezésű mintában vannak elrendezve, amely jelzi, hogy van egy központi mikrotubulus-pár, amelyet 9 külső pár vesz körül.

Bár ez a meghatározás nagyon népszerű az irodalomban, félrevezető lehet, mivel csak egy pár található a központban, és nem kettő.

A mikrotubulumok felépítése

A mikrotubulusok protein elemek, amelyek tubulinból állnak. Ennek a molekulanak két formája van: alfa és béta tubulin. Ezek a csoportok együtt képesek egy dimer kialakulásához, amely a mikrotubulus egységet képezi. Az egységek polimerizálódnak és oldalirányban aggregálódnak.

Különbségek vannak a protopólyák száma között, amelyek mikrotubulusokban vannak, és amelyek a központi pár körül helyezkednek el. Az egyiket A tubulusnak vagy teljesnek nevezik, mert 13 protofilamenta van, ellentétben a B tubulussal, amelyben csak 10-11 szál van.

Dynein és nexin

A mikrotubulusok mindegyikének negatív végén egy alaptest vagy kinetoszóma néven ismert szerkezet kapcsolódik, amely szerkezete hasonló a centroszómák centriolejéhez kilenc mikrotubulus tripletttel.

Az eukarióta flagellaris mozgásban nagy jelentőségű fehérje-dyneint (ATPáz) két kar kapcsolja össze az egyes A-tubulusokkal.

A nexin egy másik fontos fehérje a flagellum összetételében. Ez felelős a kilenc külső mikrotubulus pár csatlakozásáért.

Mozgalom

Az eukarióta flagella mozgását a dynein protein aktivitása irányítja. Ez a fehérje a kineinnel együtt a legfontosabb motoros elemek, amelyek kísérik a mikrotubulusokat. Ezek "járnak" a mikrotubuluson.

A mozgás akkor következik be, amikor a külső mikrotubulus párok eltolódnak vagy csúsznak. A Dynein kapcsolódik mind az A, mind a B típusú tubulusokhoz, nevezetesen, hogy az alap A-val van társítva, a fej pedig B-vel. A Nexin szintén szerepet játszik a mozgásban.

Kevés kutatás végezte a dynein specifikus szerepének megvilágítását a flagellaris mozgásban.

Különbségek a prokarióta és az eukarióta pillangók között

Méretek

A prokarióta törzsgörbékben kisebbek, 12 um hosszúak és átlagos átmérőjük 20. Az eukarióta gömbök meghaladhatják a 200 um hosszúságot és az átmérő közel 0,5 um.

Szerkezeti konfiguráció

Az eukarióta pelyhek egyik legkiemelkedőbb tulajdonsága a 9 + 0 mikrotubulusok szervezete és a 9 + 2 rostkonfiguráció. A prokarióta organizmusoknak hiányzik ez a szervezet.

A prokarióta flagella nem burkolózik a plazmamembránban, mint az eukarióták esetében.

A prokarióta flagella összetétele egyszerű, és csak a flagellinfehérje molekulákat tartalmazza. Az eukarióta flagella összetétele összetettebb, amely tubulinból, dyneinből, nexinből és egy további fehérjekészletből áll, valamint más nagy biomolekulákból, például szénhidrátokból, lipidekből és nukleotidokból.

Energia

A prokarióta lepkék energiaforrását nem a membránban lehorgonyzott ATPáz-protein adja, hanem a proton mozgatóereje. Az eukarióta flagellum rendelkezik egy ATPáz fehérjével: a dyneinnel.

Hasonlóságok és különbségek a ciliával

Hasonlóságok

Szerep a mozgásban

Általános a zavar a cilia és a flagella között. Mindkettő olyan citoplazmatikus folyamat, amely hasonlít a hajra, és a sejtek felszínén található. Funkcionálisan mind a cilia, mind a flagella olyan kiemelkedések, amelyek megkönnyítik a sejtek mozgását.

Szerkezet

Mindkettő az alaptestből származik, és meglehetősen hasonló ultraszerkezettel rendelkezik. Hasonlóképpen, a két kiemelkedés kémiai összetétele nagyon hasonló.

Különbségek

Hossz

A két struktúra közötti döntő különbség a hosszúsághoz kapcsolódik: míg a ciliák rövid kiemelkedések (5 és 20 um közötti), a flagella lényegesen hosszabb, és elérheti a 200 um-t meghaladó hosszúságot, majdnem tízszeresének. mint cilia.

Mennyiség

Ha a sejtben csillók vannak, akkor általában jelentős számban fordul elő. Ellentétben azokkal a sejtekkel, amelyekben flagella található, amelyeknek általában egy vagy kettőjük van.

Mozgalom

Ezenkívül mindegyik szerkezet sajátos mozgással rendelkezik. A csípő erőteljes ütésekkel mozog, a flagella pedig hullámzó, ostorszerűen mozog. Az egyes ciliumok mozgása a sejtben független, míg a flagella mozgása koordinált. A Cilia egy hullámos membránhoz van rögzítve, a flagella pedig nem.

Bonyolultság

Az egyes struktúrákban különös különbség van a ciliák és a gömbök összetettsége között. A Cilia komplex vetület teljes hosszában, míg a flagellum komplexitása csak az alapra korlátozódik, ahol a forgásért felelős motor található.

Funkció

Funkciójuk szempontjából a ciliák részt vesznek az anyagok bizonyos irányba történő mozgásában, és a gömbök csak a mozgásra vonatkoznak.

Állatokban a ciliák fő funkciója folyadékok, nyálka vagy más anyagok mobilizálása a felszínen.

Irodalom

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K. és Walter, P. (2008). A sejt molekuláris biológiája. Garland Science, Taylor és Francis csoport.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). A sejt. Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. és Eisenhour, DJ (2008). Az állattan integrált alapelvei. New York: McGraw-Hill. 14. kiadás.
4. Madigan, MT, Martinko, JM és Parker, J. (2004). Brock: A mikroorganizmusok biológiája. Pearson oktatás.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL és Johnson, TR (2004). Mikrobiológia: bevezetés (9. kötet). San Francisco, Kalifornia: Benjamin Cummings.