ДЖГУТИКИ: ЕУКАРІОТИЧНА, ПРОКАРІОТИЧНА (БУДОВА ТА ФУНКЦІЇ) - БІОЛОГІЯ - 2025

Джгутик є батіг-подібний виступ стільникового , який бере участь в локомоции одноклітинних організмів , так і в русі різних речовин в більш складних організмах.

Ми виявляємо джгутики як в еукаріотичній, так і в прокаріотичній лінії. Прокаріотичні джгутики - прості елементи, утворені єдиною мікротрубочкою, складеною з субодиниць флагелліну, сконфігурованих спірально, утворюючи порожнисте ядро.

Джерело: LadyofHats. Іспанська версія Алехандро Порто

У еукаріотів конфігурація - це дев'ять пар мікротрубочок тубуліну і дві пари, розташовані в центральній області. Одним з типових прикладів джгутиків є розширення сперми, які надають їм рухливості і дозволяють запліднити яйцеклітину.

Cilia, інший тип подовження клітин, має структуру та функцію, подібну до джгутиків, але їх не слід плутати з джгутиками. Вони значно коротші і рухаються по-різному.

Джгутики у прокаріотів

У бактерій джгутики - це спіральні нитки, розміри яких знаходяться в діапазоні від 3 до 12 мікрометрів в довжину і від 12 до 30 нанометрів в діаметрі. Вони простіші за ті самі елементи в еукаріотів.

Будова

Конструктивно джгутики бактерій складаються з білкової молекули під назвою флагеллін. Флагелліни є імуногенними і являють собою групу антигенів під назвою "H антигени", специфічні для кожного виду або штаму. Це налаштовано циліндричним способом, з порожнистим центром.

У цих джгутиків ми можемо виділити три основні частини: довгу зовнішню нитку, гачок, який розташований на кінці нитки, і прикореневе до гака базальне тіло.

Базальне тіло поділяє характеристики з секреторним апаратом факторів вірулентності. Така схожість може свідчити про те, що обидві системи були успадковані від спільного предка.

Класифікація

Залежно від місця розташування джгутика бактерії класифікуються на різні категорії. Якщо жгутик розташований на полюсах клітини як єдина полярна структура на одному кінці, він є однорідним, а якщо це робиться на обох кінцях, він є земноводним.

Жгутик також можна зустріти як «шлейф» на одній або обох сторонах клітини. У цьому випадку призначений термін є лофотричним. Останній випадок виникає, коли клітина має декілька джгутиків, однорідно розподілених по всій поверхні, і називається перитритозною.

Кожен із цих типів джгутиків також демонструє зміни в типі рухів, які робить джгутик.

Бактерії також відображають інші типи проекцій на поверхню клітин. Один з них - пілі, вони більш жорсткі, ніж джгутик, і бувають двох типів: короткі та рясні, і довгі, що беруть участь у статевому акті.

Рух

Тяга або обертання бактеріального джгутика - це продукт енергії, що надходить від протоно-рухової сили, а не безпосередньо від АТФ.

Бактеріальні джгутики характеризуються тим, що не обертаються зі сталою швидкістю. Цей параметр буде залежати від кількості енергії, яку виробляє клітина в будь-який момент часу. Бактерія здатна не тільки модулювати швидкість, вона також може змінювати джгутикові напрямок і рух.

Коли бактерії спрямовані на певну ділянку, вони, ймовірно, будуть притягуватися до подразника. Цей рух відомий як таксі, а джгутик дозволяє організму пересуватися до потрібного місця.

Джгутики у еукаріотів

Як і прокаріотичні організми, еукаріоти виявляють ряд процесів на поверхні мембрани. Евкаріотичні джгутики складаються з мікротрубочок і являють собою довгі виступи, що беруть участь у русі та руху.

Крім того, в еукаріотичних клітинах може відбуватися ряд додаткових процесів, які не слід плутати з джгутиками. Мікровілли - це розширення плазматичної мембрани, що беруть участь у поглинанні, секреції та адгезії речовин. Це також пов’язано з моторикою.

Будова

Будова еукаріотичних джгутиків називається аксонемою: конфігурація, що складається з мікротрубочок та іншого класу білків. Мікротрубочки налаштовані за схемою під назвою "9 + 2", що вказує на наявність центральної пари мікротрубочок, оточеної 9 зовнішніми парами.

Хоча це визначення дуже популярне в літературі, воно може вводити в оману, оскільки лише одна пара розташована в центрі - а не дві.

Будова мікротрубочок

Мікротрубочки - білкові елементи, що складаються з тубуліну. З цієї молекули виділяють дві форми: альфа та бета-тубулін. Ці групи разом утворюють димер, який буде утворювати одиницю мікротрубочок. Агрегати полімеризуються і агрегуються бічно.

Існують відмінності між кількістю протофіламентів, які мають мікротрубочки, які розташовані навколо центральної пари. Один відомий як трубочка A або повна, тому що має 13 протофіламентів, на відміну від канальця B, яка має лише від 10 до 11 ниток.

Динеїн і нексин

Кожна з мікротрубочок приєднана своїм негативним кінцем до структури, відомої як базальне тіло або кінетососома, яка за будовою схожа на центріолу центросом з дев'ятьма трійками мікротрубочок.

Білковий динеїн, що має велике значення в еукаріотичному джгутиковому русі (АТФаза), пов'язаний двома руками до кожної трубочки А.

Нексин - ще один важливий білок у складі джгутику. Це відповідає за приєднання дев’яти пар зовнішніх мікротрубочок.

Рух

Рух еукаріотичних джгутиків спрямований активністю білкового динеїну. Цей білок разом з кінезином є найважливішими руховими елементами, які супроводжують мікротрубочки. Ці "прогулянки" по мікротрубочці.

Рух відбувається тоді, коли зовнішні пари мікротрубочок зміщуються або ковзають. Динеїн пов'язаний як з канальцями типу А, так і з типом В. Зокрема, основа пов'язана з А, а голова з В. Нексином також грає роль у русі.

Є кілька досліджень, які займаються з'ясуванням специфічної ролі динеїну в джгутикових рухах.

Відмінності прокаріотичних та еукаріотичних джгутиків

Розміри

Джгутики в прокаріотичних лініях менші, досягають 12 мкм, а середній діаметр - 20. Еукаріотичні джгутики можуть перевищувати 200 мкм в довжину, а діаметр - близько 0,5 мкм.

Структурна конфігурація

Однією з найвидатніших характеристик еукаріотичних джгутиків є їх організація мікротрубочок 9 + 0 та конфігурація волокон 9 + 2. Прокаріотичним організмам бракує цієї організації.

Прокаріотичні джгутики не огинаються в плазматичну мембрану, як це відбувається у еукаріотів.

Склад прокаріотичних джгутиків простий і включає лише молекули білка флагелліну. Склад еукаріотичних джгутиків складніший, складається з тубуліну, динеїну, нексину та додаткового набору білків - а також інших великих біомолекул, таких як вуглеводи, ліпіди та нуклеотиди.

Енергія

Джерело енергії прокаріотичних джгутиків надається не білком АТФази, закріпленим у мембрані, а протонною руховою силою. Еукаріотичний джгутик має білок АТФази: динеїн.

Схожість та відмінності з віями

Подібність

Роль у русі

Плутанина між війками та джгутиками є загальною. Обидва - це цитоплазматичні відростки, які нагадують волосся і розташовані на поверхні клітин. Функціонально і вії, і джгутики - це виступи, що полегшують рух клітин.

Будова

Обидва виникають з базальних тіл і мають досить схожу ультраструктуру. Так само хімічний склад обох проекцій дуже схожий.

Відмінності

Довжина

Принципова відмінність між двома структурами пов'язана з довжиною: хоча вії мають короткі виступи (довжиною від 5 до 20 мкм), джгутики значно довші і можуть досягати довжини більше 200 мкм, майже в 10 разів більше. ніж вії.

Кількість

Коли клітина має війки, вона зазвичай робить це у значній кількості. На відміну від клітин, які мають джгутики, які, як правило, мають одну-дві.

Рух

Крім того, кожна структура має своєрідний рух. Вії пересуваються потужними ударами, а джгутики хвилеподібно, схожими на батоги. Рух кожної війки в клітині не залежить, тоді як джгутики координуються. Війок прикріплений до хвилеподібної мембрани, а джгутики - ні.

Складність

Існує своєрідна різниця між складністю війок і джгутиків у всій структурі. Вії - це складні виступи по всій їх довжині, тоді як складність джгутика обмежена лише основою, де знаходиться мотор, який відповідає за обертання.

Функція

Що стосується їх функції, реснички беруть участь у переміщенні речовин у якомусь конкретному напрямку, а джгутики пов'язані лише з рухом.

У тварин основна функція війок - це мобілізація рідини, слизу або інших речовин на поверхні.

Список літератури

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Молекулярна біологія клітини. Гарленд Наук, Тейлор і Френсіс Груп.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Клітина. Марбан.
3. Хікман, Ч. Р, Робертс, Л.С., Кін, С.Л., Ларсон, А., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Комплексні принципи зоології. Нью-Йорк: McGraw-Hill. 14-е видання.
4. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Брок: Біологія мікроорганізмів. Пірсон освіта.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2004). Мікробіологія: вступ (т. 9). Сан-Франциско, Каліфорнія: Бенджамін Каммінгс.