FLAGELLA: EUKARYOTICKÁ, PROKARYOTICKÁ (ŠTRUKTÚRA A FUNKCIE) - BIOLÓGIE - 2026

Bičík je bič tvaru bunkový výstupok, ktorý sa podieľa na pohyb z jednobunkových organizmov a pohybu rôznych látok v zložitejších organizmov.

Nájdeme bičíky v eukaryotickej aj prokaryotickej línii. Prokaryotické bičíky sú jednoduché prvky tvorené jednou mikrotubulou zloženou z bičíkových podjednotiek nakonfigurovaných špirálovito a vytvárajúcich duté jadro.

Zdroj: LadyofHats. Španielska verzia Alejandro Porto

V eukaryotoch je konfigurácia deväť párov tubulínových mikrotubulov a dva páry umiestnené v centrálnej oblasti. Jedným z typických príkladov bičíkov je predĺženie spermií, ktoré im poskytuje mobilitu a umožňuje oplodnenie vajíčka.

Cilia, ďalší typ bunkovej extenzie, má podobnú štruktúru a funkciu ako bičíky, ale nemala by sa zamieňať s bičínami. Sú oveľa kratšie a pohybujú sa inak.

Flagella v prokaryotoch

V baktériách sú bičíky tvorené špirálovými vláknami, ktorých rozmery sú v rozmedzí od 3 do 12 mikrometrov na dĺžku a priemeru 12 až 30 nanometrov. V eukaryotoch sú jednoduchšie ako rovnaké prvky.

štruktúra

Štruktúrne sú bičíky baktérií zložené z proteínovej molekuly nazývanej bičík. Bičíky sú imunogénne a predstavujú skupinu antigénov nazývaných "H antigény", ktoré sú špecifické pre každý druh alebo kmeň. Toto je vytvorené valcovým spôsobom s dutým stredom.

V týchto bičíkoch môžeme rozlíšiť tri hlavné časti: dlhé vonkajšie vlákno, háčik, ktorý sa nachádza na konci vlákna, a základné teleso, ktoré je ukotvené k háčiku.

Bazálne telo zdieľa charakteristiky so sekrečným aparátom virulenčných faktorov. Táto podobnosť by mohla naznačovať, že oba systémy boli zdedené od spoločného predka.

klasifikácia

V závislosti od umiestnenia bičíka sú baktérie rozdelené do rôznych kategórií. Ak je bičík umiestnený na póloch bunky ako jedna polárna štruktúra na jednom konci, je monoterický a ak tak robí na oboch koncoch, je obojživelník.

Bičík možno nájsť aj ako „oblak“ na jednej alebo oboch stranách bunky. V tomto prípade je priradený výraz lofotický. Posledný prípad nastane, keď má bunka viac bičíkov rovnomerne rozmiestnených po celom povrchu a nazýva sa peritrichous.

Každý z týchto typov bičíkov tiež vykazuje variácie v type pohybov, ktoré bičíky vykonávajú.

Baktérie tiež vykazujú ďalšie typy projekcií na povrchu buniek. Jedným z nich je pili, sú rigidnejšie ako bičík a existujú dva typy: krátky a hojný a dlhý zapojený do sexuálneho styku.

pohyb

Ťah alebo rotácia bakteriálneho bičíka je produktom energie, ktorá vychádza z sily protónovej sily a nie priamo z ATP.

Bakteriálne bičíky sa vyznačujú tým, že sa neotáčajú konštantnou rýchlosťou. Tento parameter bude závisieť od množstva energie, ktorú bunka vytvára v danom čase. Baktéria je schopná nielen modulovať rýchlosť, ale môže tiež zmeniť smer a pohyb bičíka.

Ak sú baktérie nasmerované na konkrétnu oblasť, pravdepodobne budú priťahované stimulom. Tento pohyb je známy ako taxíky a bičík umožňuje organizmu presunúť sa na požadované miesto.

Flagella v eukaryotoch

Podobne ako prokaryotické organizmy, aj eukaryoty vykazujú na povrchu membrány sériu procesov. Eukaryotické bičíky sú tvorené mikrotubulami a sú to dlhé projekcie, ktoré sa podieľajú na pohybe a pohybe.

Okrem toho v eukaryotických bunkách môže byť rad ďalších procesov, ktoré by sa nemali zamieňať s bičínami. Microvilli sú predĺženia plazmatickej membrány podieľajúce sa na absorpcii, sekrécii a adhézii látok. Súvisí to tiež s pohyblivosťou.

štruktúra

Štruktúra eukaryotických bičíkov sa nazýva axoném: konfigurácia tvorená mikrotubulami a ďalšou triedou proteínov. Mikrotubuly sú usporiadané do vzoru nazývaného "9 + 2", čo naznačuje, že existuje centrálny pár mikrotubúl obklopený 9 vonkajšími pármi.

Aj keď je táto definícia v literatúre veľmi populárna, môže byť zavádzajúca, pretože iba jeden pár sa nachádza v strede - nie dva.

Štruktúra mikrotubulov

Mikrotubuly sú proteínové prvky vyrobené z tubulínu. Z tejto molekuly existujú dve formy: alfa a beta tubulín. Tieto skupiny spolu vytvárajú dimér, ktorý bude tvoriť jednotku mikrotubulov. Jednotky polymerizujú a agregujú laterálne.

Existujú rozdiely medzi počtom protofilamentov, ktoré majú mikrotubuly, ktoré sú umiestnené okolo centrálneho páru. Jeden je známy ako tubul A alebo kompletný, pretože má 13 protofilamentov, na rozdiel od tubulu B, ktorý má len 10 až 11 filamentov.

Dyneín a nexín

Každá z mikrotubúl je svojím negatívnym koncom spojená so štruktúrou známou ako bazálne teleso alebo kinetozóm, ktorá je svojou štruktúrou podobná centrálnej časti centrosómov s deviatimi trojicami mikrotubulov.

Proteínový dyneín, ktorý je veľmi dôležitý pri eukaryotickom bičíkovom pohybe (ATPáza), je spojený s každým tubu A dvoma ramenami.

Nexín je ďalším dôležitým proteínom v zložení bičíka. Toto je zodpovedné za spojenie deviatich párov vonkajších mikrotubulov.

pohyb

Pohyb eukaryotických bičíkov je riadený aktivitou proteínového dyneínu. Tento proteín, spolu s kinezínom, sú najdôležitejšími motorickými prvkami, ktoré sprevádzajú mikrotubuly. Tieto „chodia“ po mikrotubule.

Pohyb nastane, keď sa vonkajšie mikrotubulárne páry posunú alebo skĺznu. Dyneín je spojený s tubulmi typu A aj typu B. Konkrétne je báza spojená s A a hlava s B. Nexín tiež hrá úlohu v pohybe.

Niekoľko štúdií bolo zodpovedných za objasnenie špecifickej úlohy dyneínu v bičíkovom pohybe.

Rozdiely medzi prokaryotickými a eukaryotickými bičíkmi

Rozmery

Bičíky v prokaryotických líniách sú menšie, sú schopné dosiahnuť 12 um dlhé a priemerný priemer je 20. Eukaryotické bičíky môžu presahovať dĺžku 200 um a priemer je blízky 0,5 um.

Štrukturálna konfigurácia

Jednou z najvýraznejších charakteristík eukaryotických bičíkov je ich organizácia mikrotubúl 9 + 0 a konfigurácia vlákien 9 + 2. Prokaryotické organizmy túto organizáciu nemajú.

Prokaryotické bičíky nie sú obalené plazmatickou membránou, ako je to v prípade eukaryotov.

Zloženie prokaryotických bičíkov je jednoduché a obsahuje iba molekuly bielkovín bičíkov. Zloženie eukaryotických bičíkov je zložitejšie a pozostáva z tubulínu, dyneínu, nexínu a ďalšej sady proteínov - ako aj ďalších veľkých biomolekúl, ako sú uhľohydráty, lipidy a nukleotidy.

energie

Zdroj energie prokaryotických bičíkov nie je poskytovaný proteínom ATPázy ukotveným v membráne, ale protónovou hnacou silou. Eukaryotické bičíky obsahujú proteín ATPázy: dyneín.

Podobnosti a rozdiely s riasami

podobnosti

Úloha v pohybe

Zmätok medzi riasami a bičíky je bežné. Obidva sú cytoplazmatické procesy, ktoré sa podobajú vlasom a sú umiestnené na povrchu buniek. Z funkčného hľadiska sú cilia aj bičíky projekcie, ktoré uľahčujú pohyblivosť buniek.

štruktúra

Obaja pochádzajú zo základných telies a majú pomerne podobnú ultraštruktúru. Podobne je chemické zloženie oboch projekcií veľmi podobné.

rozdiely

dĺžka

Zásadný rozdiel medzi týmito dvoma štruktúrami súvisí s dĺžkou: zatiaľ čo cilia sú krátke projekcie (medzi 5 a 20 um na dĺžku), bičíky sú podstatne dlhšie a môžu dosiahnuť dĺžky väčšie ako 200 um, takmer 10-krát dlhšie. ako cilia.

množstvo

Keď má bunka riasenku, zvyčajne to robí vo významnom počte. Na rozdiel od buniek, ktoré majú bičíky, ktoré obvykle majú jeden alebo dva.

pohyb

Každá štruktúra má navyše zvláštny pohyb. Cília sa pohybuje silnými ťahmi a bičíkom zvlnená, bičovitým spôsobom. Pohyb každého cilium v ​​bunke je nezávislý, zatiaľ čo pohyb bičíka je koordinovaný. Cilia sú ukotvené na zvlnenej membráne a bičíky nie.

zložitosť

V každej štruktúre je zvláštny rozdiel medzi komplexnosťou rias a bičíkov. Cilia sú komplexné výčnelky po celej ich dĺžke, zatiaľ čo zložitosť bičíka je obmedzená iba na základňu, kde sa nachádza motor zodpovedný za rotáciu.

funkcie

Pokiaľ ide o ich funkciu, cilia sa podieľa na pohybe látok určitým špecifickým smerom a bičíky sa týkajú iba pohybu.

U zvierat je hlavnou funkciou riasenky mobilizácia tekutín, hlienu alebo iných látok na povrchu.

Referencie

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K. a Walter, P. (2008). Molekulárna biológia bunky. Garland Science, Taylor a Francis Group.
2. Cooper, GM, Hausman, RE a Wright, N. (2010). Bunka. Marban.
3. Hickman, C.P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrované princípy zoológie. New York: McGraw-Hill. 14. vydanie.
4. Madigan, MT, Martinko, JM a Parker, J. (2004). Brock: Biology of mikroorganisms. Pearson Education.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2004). Mikrobiológia: úvod (zväzok 9). San Francisco, Kalifornia: Benjamin Cummings.