Функции жгутики

Содержание
  1. Жгутики – это поверхностные локомоторные структуры. Строение жгутиков прокариот и эукариот
  2. Общая характеристика жгутиков
  3. Особенности жгутиков прокариот и эукариот
  4. Жгутики архей и бактерий
  5. Строение и функционирование бактериального жгутика
  6. Структура базального мотора
  7. Жгутик ядерной клетки
  8. Жгутики: типы, функции и структура
  9. Структура жгутиков прокариотических клеток проста
  10. Эукариотические жгутики имеют сложную структуру
  11. Работа жгутика вращательным движением нити
  12. Прокариотические жгутики бактерий питаются от жгутикового мотора
  13. Эукариотические жгутики используют АТФ для изгиба
  14. Прокариотические жгутики важны для размножения бактерий
  15. Эукариотические клетки используют жгутики для перемещения внутри и снаружи организмов
  16. 19. Жгутики. Расположение и функции
  17. 20. Строение жгутика у грамположительных и грамотрицательных бактерий. Синтез жгутика
  18. 21. Скольжение, как тип движения бактерий
  19. Жгутик
  20. Жгутики бактерий
  21. Базальное мотор и механизм его работы
  22. Механизм движения клетки
  23. Регуляция движения
  24. Жгутики архей
  25. Жгутики эукариот
  26. Бактерии со жгутиками: строение, функции, виды, расположение
  27. Для чего бактериям жгутики
  28. Из чего состоят жгутики
  29. Что такое ворсинки
  30. Какие различия имеют жгутиковые микроорганизмы
  31. Жгутики прокариот
  32. Как определить жгутики
  33. Органоиды движения: функции и строение, особенности движения простейших
  34. Строение и функции органоидов движения
  35. Особенности движения простейших
  36. Эвглена зелёная
  37. Инфузория туфелька
  38. Амеба обыкновенная

Жгутики – это поверхностные локомоторные структуры. Строение жгутиков прокариот и эукариот

Функции жгутики

Жгутики – это длинные нитевидные образования на поверхности клетки, обеспечивающие ее активное пространственное перемещение. Несмотря на многообразие организмов, эти структуры внутри каждого надцарства (прокариот либо эукариот) характеризуются общей схемой строения.

Общая характеристика жгутиков

У доядерных организмов (бактерий и архей) жгутики – это основной способ передвижения.

Среди эукариот эти локомоторные структуры в основном присутствуют у одноклеточных организмов, – простейших, но также характерны для гамет растений и животных.

[attention type=yellow]

У некоторых многоклеточных беспозвоночных, – например, губок, – жгутики выполняют функцию перемещения жидкого субстрата относительно неподвижного клеточного пласта.

[/attention]

Морфологически жгутик состоит из закрепленного в толще клетки основания и длинной наружной нити, совершающей вращательные движения по спиральной траектории. Строение и механизм работы этих частей у прокариот и эукариот сильно отличаются, в связи с чем выделяют два соответствующих класса жгутиков.

Особенности жгутиков прокариот и эукариот

Наружную нить жгутика называют филаментом. У прокариот она состоит из белка флагеллина и пассивно движется за счет вращения базального мотора. Филамент ядерных клеток устроен значительно сложнее и благодаря взаимодействию белков тубулина и динеина способен изгибаться самостоятельно.

Основные различия между классами жгутиков
у прокариоту эукариот
размеры органеллы (толщина, нм; длина, мкм)10-30 нм, 6–15 мкм200 нм, 100 мкм
белки жгутиковой нитифлагеллинтубулин и динеин
мембрана вокруг филаментаотсутствуетприсутствует
степень вращения360°180°
источник энергиитрансмембранный потенциал (у архей возможно АТФ)АТФ
движение нитипассивноеактивное
субструктурыфиламент, крюк, базальное тельцефиламент, базальное тело (кинетосома)
строение филаментасплошной (у архей) или полый белковый цилиндрдублеты микротрубочек
структура базальной частистержень, закрепленный в сложной системе колец или мембраноподобные органеллы (у архей)триплеты микротрубочек

Такое количество отличий свидетельствует об отсутствии гомологии между этими органоидами, то есть они не одинаковы по происхождению и строению, хоть и выполняют сходные функции.

Надцарство прокариот включает в себя царства архей и бактерий. Локомоторные структуры этих таксонов тоже не гомологичны друг другу, однако очень близки по строению. Жгутики архей изучены гораздо хуже.

Жгутики архей и бактерий

По способу перемещения подвижные бактерии подразделяются на плавающие и скользящие. Жгутики – это локомоторный орган плавающих микроорганизмов, позволяющий им развивать скорость от 20 до 200 мкм/сек.

Движение может быть спонтанным (если физико-химические характеристики среды одинаковы во всех направлениях) либо целенаправленным, когда бактерия стремится попасть в наиболее выгодные для нее условия. При адаптивном перемещении вращение базального мотора контролируется сенсорными системами.

По количеству и расположению жгутиков на клетке бактерии выделяют четыре морфологических типа микроорганизмов:

  • монотрихи – имеют единственный жгутик;
  • лофотрихи – характеризуются жгутиковым пучком на одном из клеточных полюсов;
  • амфитрихи – имеют один или несколько жгутиков на обоих концах клетки;
  • перитрихи – покрыты множеством жгутиков со всех сторон.

Тип жгутикования может быть как видовым признаком, так и результатом изменения условий культивирования или стадии жизненного цикла бактерии.

Жгутик архей во многом похож на бактериальный, однако имеет ряд отличий в ультраструктуре и механизме движения. Так, филамент у архей тоньше, построен из другого типа флагеллина, полый каналец в нити отсутствует. Длина крюка непостоянна, базальное тело имеет совсем другое строение и функционирует, скорее всего, на основе энергии АТФ. Археи движутся значительно медленнее бактерий.

Строение и функционирование бактериального жгутика

Жгутик бактерий образован тремя субструктурами: наружной нитью (филаментом), гибким сочленением (крюком) и базальным тельцем, заякоренным в клеточной оболочке. Синтез и сборку этих элементов кодируют около 50 fla-генов. За работу мотора отвечают mot-гены, а за адаптивные реакции – che-гены.

Филамент жгутика – это относительно жесткая белковая спираль, закрученная против часовой стрелки с образованием центрального полого канала диаметром до 3 нм. Такая конструкция способствует формированию спиральной траектории движения нити. По каналу филамента транспортируются молекулы флагеллина (FliC).

Крюк соединяет нить с базальным телом жгутика и состоит из двух типов белка: FlgE и FlgKl. Длина сочленения постоянна и составляет около 50 нм. Из-за изогнутой формы крюка при вращении мотора основание фибриллы описывает круг, благодаря чему возможно спиралевидное движение жгутика.

Базальное тельце закреплено в клеточной стенке и цитоплазматической мембране бактерий. Эта субструктура выполняет не только фиксирующую функцию, но и является мотором жгутика.

Строение и локализация базального тельца зависят от типа клеточной стенки микроорганизма. У грамотрицательных бактерий оно состоит из двух внутренних (M и S) и двух внешних (P и L) колец, нанизанных на соединенный с крюком стержень.

В состав базального тела также входит экспортная система, транспортирующая белковые элементы для сборки жгутика.

Структура базального мотора

В состав M-S-комплекса входят движущиеся структуры, называемые ротором, и переключатель направления вращения, который на более подробных схемах строения обозначают как С-кольцо. Вокруг ротора сосредоточены образованные белками MotAB ионные каналы – статоры. Мотор работает за счет энергии протонного (H+) или натриевого (Na+) градиента.

Расположение кольцевых субъединиц в клеточной оболочке соответствует следующей схеме:

  • “М” – цитоплазматическая мембрана;
  • “S” – периплазматическое пространство или клеточная стенка у Г+-бактерий;
  • “P” – пептидогликановый слой;
  • “L” – наружняя мембрана.

Внешние кольца P и L неподвижны и выполняют поддерживающую функцию. У грамположительных бактерий они отсутствуют.

Жгутик ядерной клетки

Эукариотический жгутик представляет собой цитоплазматический вырост клетки, состоящий из окруженной мембраной внешней части (ундулиподия) и погруженного в цитоплазму базального тела (кинетосомы).

Структурной основой ундулиподия является аксонема, состоящая из системы связанных друг с другом белковых цилиндров – микротрубочек. Их расположение соответствует формуле 9×2+2, – то есть девять периферических дублетов и две одиночные трубочки в центре (синглеты).

Дублеты образованы спаренными цилиндрами А и В, построенными из субъединиц белка тубулина. От каждой А-трубочки в сторону соседней пары отходит динеиновые рукоятки, которые преобразуют энергию АТФ в механическое движение. Дублеты соединены с синглетами радиальными спицами, а друг с другом – нексиновыми связками. Пространство между структурными элементами ундулиподия заполнено цитоплазмой.

[attention type=red]

Структура кинетосомы представлена девятью триплетами микротрубочек (формула 9+0), которые заякоривают жгутик в эукариотической клетке. Синглеты в базальном теле отсутствуют.

[/attention]

Источник: https://FB.ru/article/379692/jgutiki---eto-poverhnostnyie-lokomotornyie-strukturyi-stroenie-jgutikov-prokariot-i-eukariot

Жгутики: типы, функции и структура

Функции жгутики

Наука 2020

Клеточная подвижность является ключевым компонентом выживания для многих одноклеточных организмов, и это может быть важно и для более продвинутых животных.

Клетки используют жгутики для передвижение и

Клеточная подвижность является ключевым компонентом выживания для многих одноклеточных организмов, и это может быть важно и для более продвинутых животных.

Клетки используют жгутики для передвижение искать еду и избежать опасности.

Кнутообразные жгутики можно вращать, чтобы стимулировать движение посредством эффекта штопора, или они могут действовать как весла, чтобы грести клетки через жидкости.

Жгутики обнаружены в бактериях и некоторых эукариотах, но эти два типа жгутиков имеют различную структуру.

Жгутик бактерий помогает полезным бактериям перемещаться по организму и помогает болезнетворным бактериям распространяться во время инфекций. Они могут двигаться туда, где они могут размножаться, и они могут избежать некоторых атак со стороны иммунной системы организма. Для продвинутых животных клетки, такие как сперма, перемещаются с помощью жгутика.

В каждом случае движение жгутиков позволяет клетке двигаться в общем направлении.

Структура жгутиков прокариотических клеток проста

Жгутики для прокариот, таких как бактерии, состоят из трех частей:

Жгутиковая нить создается путем транспортировки белка флагеллина из клеточных рибосом через полую сердцевину к кончику, где флагеллин прикрепляется и заставляет нить расти. Базальное тело формирует двигатель жгутика, и крюк дает вращение эффект штопора.

Эукариотические жгутики имеют сложную структуру

Движение жгутиковых и жгутиковых клеток аналогично, но структура филамента и механизм его вращения различны. Основное тело эукариотических жгутиков прикреплено к телу клетки, но жгутик лишен палочки и дисков. Вместо этого нить накала твердая и состоит из пары микротрубочек.

Трубочки расположены в виде девяти двойных трубок вокруг центральной пары трубок в формации 9 + 2. Трубочки состоят из линейные белковые строки вокруг полого центра. Двойные трубки имеют общую стенку, а центральные трубки независимы.

Белковые спицы, оси и звенья соединяются с микротрубочками по всей длине нити. Вместо движения, созданного в основании вращающимися кольцами, движение жгутика происходит от взаимодействия микротрубочек.

Работа жгутика вращательным движением нити

Хотя бактериальные жгутики и клетки эукариотических клеток имеют разную структуру, они оба работают посредством вращательного движения филамента, чтобы продвигать клетку или перемещать жидкости мимо клетки. Более короткие нити будут стремиться двигаться вперед и назад, в то время как более длинные нити будут иметь круглое спиральное движение.

У бактериальных жгутиков крючок в нижней части филамента вращается там, где он прикреплен к клеточной стенке и плазматической мембране. Вращение крючка приводит к движению жгутиков по типу пропеллера. У эукариотических жгутиков вращательное движение обусловлено последовательным изгибом нити.

Результирующее движение может быть кнутообразным в дополнение к вращательному.

Прокариотические жгутики бактерий питаются от жгутикового мотора

Под крючком бактериальных жгутиков основание жгутика прикреплено к клеточной стенке и клеточной плазматической мембране с помощью ряда колец, окруженных белковыми цепями. Протонный насос создает градиент протонов через самое нижнее из колец, а электрохимический градиент приводит в движение вращение через движущая сила протона.

Когда протоны диффундируют через нижнюю границу кольца из-за движущей силы протона, кольцо вращается, и прикрепленный крючок нити вращается. Вращение в одном направлении приводит к контролируемому поступательному движению бактерии. Вращение в другом направлении заставляет бактерии двигаться случайным образом.

Результирующая подвижность бактерий в сочетании с изменением направления вращения производит своего рода случайное блуждание, которое позволяет клетке покрывать большую часть земли в общем направлении.

Эукариотические жгутики используют АТФ для изгиба

Основание жгутика эукариотических клеток прочно прикреплено к клеточной мембране, и жгутики изгибаются, а не вращаются. Белковые цепи называются динеин прикрепляются к некоторым из двойных микротрубочек, расположенных вокруг нитей жгутика в радиальных спицах.

Молекулы динеина используют энергию от аденозинтрифосфат (АТФ), молекула накопления энергии, чтобы производить изгибающее движение в жгутиках.

Молекулы динеина заставляют жгутики сгибаться, перемещая микротрубочки вверх и вниз друг против друга. Они отделяют одну из фосфатных групп от молекул АТФ и используют выделенную химическую энергию, чтобы захватить одну из микротрубочек и переместить ее к трубочке, к которой они присоединены.

Координируя такое изгибающее действие, результирующее движение нити может быть вращательным или вперед-назад.

Прокариотические жгутики важны для размножения бактерий

Хотя бактерии могут выживать в течение длительных периодов на открытом воздухе и на твердых поверхностях, они растут и размножаются в жидкостях. Типичные жидкие среды – это богатые питательными веществами растворы и внутренности современных организмов.

Многие из этих бактерий, такие как те, что в кишка животныхполезны, но они должны быть в состоянии найти необходимые им питательные вещества и избежать опасных ситуаций.

Жгутики позволяют им двигаться в сторону пищи, избегать опасных химических веществ и распространяться, когда они размножаются.

Не все бактерии в кишечнике полезны. H. пилориНапример, это жгутиковая бактерия, которая вызывает язву желудка. Он полагается на жгутики, чтобы перемещаться через слизь пищеварительной системы и избегать областей, которые являются слишком кислотными. Когда он находит благоприятное пространство, он размножается и использует жгутики для распространения.

Исследования показали, что H. пилори жгутики являются ключевым фактором в заразности бактерий.

Связанная статья: Передача сигнала: определение, функция, примеры

Бактерии могут быть классифицированы в соответствии с номер и местоположение их жгутиков. Monotrichous бактерии имеют один жгутик на одном конце клетки. Lophotrichous бактерии имеют пучок из нескольких жгутиков на одном конце.

[attention type=green]

кругоресничные бактерии имеют как боковые жгутики, так и жгутики на концах клетки, а amphitrichous бактерии могут иметь один или несколько жгутиков на обоих концах.

[/attention]

Расположение жгутиков влияет на то, как быстро и каким образом бактерия может двигаться.

Эукариотические клетки используют жгутики для перемещения внутри и снаружи организмов

Эукариотические клетки с ядром и органеллами встречаются у высших растений и животных, но также в виде одноклеточных организмов. Эукариотические жгутики используются примитивными клетками для перемещения, но их можно найти и у продвинутых животных.

В случае одноклеточных организмов жгутики используются для определения местоположения пищи, распространения и спасения от хищников или неблагоприятных условий. У продвинутых животных специфические клетки используют эукариотический жгутик для специальных целей.

Например, зеленые водоросли Chlamydomonas reinhardtii использует две жгутиковые водоросли, чтобы перемещаться по воде озер, рек или почвы. Он опирается на это движение, чтобы распространяться после размножения и широко распространен по всему миру.

У высших животных сперматозоид является примером мобильной клетки, использующей для движения эукариотический жгутик. Именно так сперма проходит по женскому репродуктивному тракту, чтобы оплодотворить яйцеклетку и начать половое размножение.

Источник: https://ru.mosg-portal.com/flagella-types-function-structure-13718013-5648

19. Жгутики. Расположение и функции

Функции жгутики

Жгутик– это поверхностная структурабактериальной клетки, которая служитим для движения в жидких средах.

Взависимости отрасположенияжгутиков, бактерии делятся на

1.Полюсныежгутики – одинили более жгутиков расположены на одномили обоих полюсах клетки и основаниепараллельно длинной оси клетки.

2.Подполюсныежгутики – одинили более жгутиков расположены в местеперехода боковой поверхности в полюсклетки на одном или двух ее концах. Восновании – прямой угол с длинной осьюклетки.

3.Боковыежгутики – одинили более жгутиков в виде пучка расположеныв средней точке одной из половин клетки.

4.Перитрихиальныежгутики –расположены по всей поверхности клеткипо одному или пучками, полюса обычно ихлишены.

5.Смешанныежгутики –два или несколько жгутиков расположеныв разных точках клетки.

https://www.youtube.com/watch?v=KKK-ueKi_M0

Взависимости от числажгутиков, различают:

1)Атрихи – это бактерии без жгутиков.

2)Монотрихи- один полярно расположенныйжгутик

3)Лофотрихи-пучок жгутиков на одномконце. 

4)Амфитрихи – пучки жгутиков с двухконцов. 

5)Перитрихи- множество жгутиков вокругклетки. этобактерии.

20. Строение жгутика у грамположительных и грамотрицательных бактерий. Синтез жгутика

Филамент —полая белковая нить, состоящая изфлагеллина, субъединицы которого уложеныпо спирали. Полость внутри используетсяпри синтезе жгутика — он происходит внаправлении от плазматической мембраны.

По полости к собираемому в настоящиймомент участку переносятся субъединицыфлагеллина.Филамент жгутика – это относительножесткая белковая спираль, закрученнаяпротив часовой стрелки с образованиемцентрального полого канала диаметромдо 3 нм.

Такая конструкция способствуетформированию спиральной траекториидвижения нити.

Крюк —белковое образование. Крюксоединяет нить с базальным телом жгутикаи состоит из двух типов белка.

Базальноетело.Базальное тело представляет собойсистему колец, находящихся в плазматическоймембране и клеточной стенке бактерий.Два внутренних кольца — Mи S-кольца .

Ещё два кольца — Pи L —есть только у грамотрицательных бактерий,неподвижны и лишь направляют стерженьротора мотора.

Вокруг MS-кольцарасположены статоры —белковые комплексы MotA4/MotB4,представляющие собой протонный канал (ихможет быть от 8 до 16).

[attention type=yellow]

Большинствоисследователей полагает, что поступлениепротона из периплазмы или внешней средыв MotA4/MotB4 комплексвызывает конформационные изменениябелков, благодаря электростатическомувзаимодействию или прямому контактуэто изменение приводит к поворотуMS-кольца, а его дальнейшее движениевозвращает исходную конформациюкомплексу и выталкивает протон вцитозоль.

[/attention]

Вращениежгутика в клеточной стенке происходитиз-за вращательного движения колец S иМ относительно друг друга и обеспечиваетсяза счет энергии трансмембранногоградиента ионов водорода или натрия.

Синтезжгутика

21. Скольжение, как тип движения бактерий

Скольжение— движение отдельных бактериальныхклеток или их колоний по твёрдойповерхности вдоль их длинной оси безучастия бактериальных жгутиков. Движениепроисходит без использования жгутиков. 

Характернодля бактерий, имеющих слизистый чехол.За счет слизи клетка скользит поповерхности и передвигается.

Клеткинекоторых фототрофов содержат наповерхности фибриллы или филаменты,при сокращении которых во внешнеймембране возникают волны, за счет которыхклетка движется.

В оболочках некоторыхклеток присутствуют кольцеобразныебелковые комплексы, которые могутвращаться, что способствует движениюклеток. Разница в поверхностном натяженииможет двигать клетки, которые выделяютповерхностно-активные вещества с одногоконца клетки.

На разных концах клеткивозникают различия в величинеповерхностного натяжения, которые итолкают ее вперед. Многие бактериивыделяют наружу сахара. Смешиваясьс водой, сахара образуют слизь. Слизьоблегчает движение клеток по твердойповерхности при использовании жгутиков.

Представителигруппы практически всегда не имеютпилей. Установлено, что их движениепроисходит не за счёт энергии АТФ, а засчёт протон-движущей силы. Помимо того,что многие выделяют слизь и передвигаютсяза счёт этого.

Предполагается, что онидвижутся благодаря сокращению и удлинениюфибрилл в цитоплазме или периплазме,благодаря моторам жгутиков, утратившихфиламент, или благодаря движению белковвнешней мембраны вдоль «конвейерныхлент» белков внутренней.

Источник: https://studfile.net/preview/7602979/page:13/

Жгутик

Функции жгутики

Жгутик (лат. Flagellum) — поверхностная и внеклеточная структура, присутствует во многих прокариот и эукариот, что служит для передвижения в жидкой среде или поверхностью влажных твердых сред.

Жгутики прокариот и эукариот резко отличаются по своему строению, например, бактерильний жгутик имеет толщину 10-20 нм и длину 3-15 мкм, он пассивно вращается расположенным в мембране мотором; тогда как жгутики эукариот имеют толщину до 200 нм и длину до 200 мкм, они могут самостоятельно изгибаться по всей длине.

У эукариот часто также присутствуют реснички, идентичные по своему строению жгутика, но короче (до 10 мкм), вместе они называются ундулиподиямы.

Жгутики бактерий

Жгутики бактерий состоят из трех субструктур:

  • Филамент (фибриллами, пропеллер) — полый белковое волокно толщиной 10-20 нм и длиной 3-15 мкм, состоящий из белков FlaA (флагеллина) и FlaB, субъединицы FlaA заключены по спирали. Полость внутри используется при синтезе жгутика — он происходит в направлении от цитоплазматической мембраны. Полостью к участку, что собирается на данный момент, переносятся субъединицы флагеллина.
  • Крючок — образование, толще, чем филамент (20-45 нм), составленное из белка FlgE (возможно, также других белков).
  • Базальное мотор (базальное тело).

Базальное мотор и механизм его работы

Базальное мотор представляет собой систему колец, находящихся в цитоплазматической и внешний мембранах и в клеточной стенке бактерии.

Два внутренних кольца — M (белок FliF) и S (белки FliG, FliM, FliN) (также рассматриваются как единое MS-кольцо) — являются обязательными элементами, причем M-кольцо находится в цитоплазматической мембране, а S — в периплазматическое грамм -негативных и пептидогликановый слое грамположительных бактерий. Еще два кольца — P и L (белки FlgH, FlgI) — присутствуют только в грамм-отрицательных бактерий, они расположены в пептидогликановый слое и наружной мембране соответственно, неподвижные и только направляют стержень ротора двигателя. Вокруг MS-кольца расположены статоры — белковые комплексы MotA 4 / MotB 4 (в других видах вместо них могут быть белки PomA, PomB, MotX и MotY), каждый из этих комплексов имеет протонный канал (их может быть от 8 до 16).

Механизм работы жгутикового мотора очень сильно напоминает механизм работы трансмембранной части АТФ-синтазы или F 1 F 0, комплекса, синтезирует АТФ и присутствует во всех живых клетках.

[attention type=red]

Существует теория, что эволюционно Базальное мотор происходит именно от АТФ-синтазы, скомбинувалася в процессе эволюции с системой секреции белков 3 типа.

[/attention]

Особенностью этого мотора является возможность (в большинстве видов) работы в любом направлении и быстрое переключение между направлениями работы.

Энергия для работы мотора приобретается за счет электрического потенциала через цитоплазматическую мембрану. Мотор пропускает протоны с периплазматическое (или внешней среды) в цитоплазму.

Некоторые бактерии используют ионы натрия вместо протонов (некоторые морские бактерии рода Vibrio, алкалофильного Bacillus, Acetobacterium woodii). Эти ионы должны пройти через канал, расположенный частично в статоре (точнее, белка FliG), а частично в роторе мотора (MotA, MotB).

Так как часть Калалы параллельная мембране и направления вращения, электрический потенциал, толкает ион вдоль направления электрического поля, вращает ротор относительно статора. Например, в Escherichia coli для одного оборота жгутика требуется перемещение около 1000 протонов.

Показано, что жгутик может работать даже в пустых клеточных оболочках при наличии электрического потенциала на мембране. Жгутик может вращаться с скорость и до 100 об / сек, при этом направление вращения может изменяться менее чем за 0,1 сек.

Механизм движения клетки

Вращения мотора вызывает пассивное вращения филамента. Массивная клетка начинает вращаться примерно со скоростью 1/3 от скорости жгутика в обратном направлении, а также приобретает поступательного движения.

Подавляющее большинство наделенных жгутиком бактерий имеют палочковидную форму. С гидродинамических расчетов получается, что для эффективного движения отношение длины клетки к ширине должно составлять 3,7.

Движение кокков крайне неэффективен, поэтому они чаще неподвижны.

[attention type=green]

Некоторые бактерии, например, спирохеты, имеют жгутики, расположенные в периплазматическое бактерий (так называемые продольные филаменты), движение жгутиков заставляет всю бактерию менять свою форму, за счет чего она и движется.

[/attention]

Скорости движения бактерий варьируют от 20 мкм / с в некоторых Bacillus до 200 мкм / с в Vibrio.

Регуляция движения

У ряда бактерий мотор и жгутик могут вращаться только в одном направлении, переориентация направления движения бактерии происходит при остановке за счет броуновского движения.

Для большинства бактерий важна внутрищня асимметрия жгутиков и возможность мотора вращаться в двух направлениях. Бактерии-перитрихи собирают при движении все свои жгутики (каждый из которых вращается против часовой стрелки) в один пучок.

Моторы большую часть времени вращаются в одном направлении, но время от времени один из моторов на короткое время меняет направление вращения, этого обычно достаточно, чтобы распался весь пучок. В этот момент начинается так завний «танец» бактерии, когда она хаотично дрыгается на месте.

После этого, когда все моторы снова начинают вращаться в одном направлении, жгутики снова собираются в пучок и бактерия движется в новом направлении.

При полярном расположении жгутиков один из них может толкать бактерию, а другой тянуть и наоборот, в зависимости от направления вращения.

Жгутики архей

Жгутики архей относительно достаточно подобные бактериальных жгутиков. В 1980-х годах они даже считались гомологичными на основании подобной морфологии и поведения (Cavalier-Smith, 1987).

Как и у бактерий, жгутики архей состоят из филаментов, которые тянутся за пределами клетки и вращаются, двигая клетку.

Однако исследования 1990-х годов выявили многочисленные детальные различия между жгутиками архей и бактерий, например:

  • Бактериальные жгутики работают за счет пропускания в цитоплазму протонов H + (иногда ионов натрия Na +), архейни жгутики почти наверняка тратят энергию АТФ. Хотя мотор архей все еще не исследован.
  • В то время, когда бактериальные клетки часто имеют много жгутиков, каждый из которых вращается независимо архейни жгутики состоят из пучка многих филаментов, которые вращаются как единое целое.
  • Бактериальные жгутики растут пополнением субъединиц флагеллина на наконечнике, архейни жгутики растут достройкой судодиниць к основанию.
  • Бактериальные жгутики толще от архейних, и бактериальный филаминт имеет достаточно широкий простор внутри, через который субъединицы поставляются для роста жгутика, архейни жгутики слишком тонкие, чтобы позволить это.
  • Гены многих компонентов бактериальных жгутиков имеют некоторое сходство последовательности ДНК к компонентам системы секреции 3 типа, но компоненты бактериальных и архейних жгутиков не разделяют никакого сходства в последовательности. В свою очередь, некоторые компоненты архейних жгутиков разделяют последовательность и морфологическое сходство с компонентами ворсинок 4 типа, которые собираются с помощью системы секреции 2 типа (номенклатура ворсинок / пили и систем секреции белка не последовательная).

Эти различия означают, что бактериальные и архейни жгутики — классический случай конвергентной эволюции, а не гомологии.

Однако, в сравнении с десятилетия детального изучения бактериальных жгутиков (например Говардом Бергом), архейни жгутики только недавно начали получать серьезную научную внимание.

Поэтому многие все еще помолково считает, что существует только один основной вид жгутиков прокариот, и архейни жгутики принадлежат к нему.

Жгутики эукариот

Жгутики эукариот — совершенно другая структура, чем жгутики бактерий и архей, и имеют совсем другое эволюционное происхождение. Единственная общая черта между бактериальными, архейнимы и эукариотическими жгутиками — их внешний вид, то, что они все — внеклеточные структуры, используемые для движения. Вместе с ресничками они составляют группу органелл, известных как ундулиподии.

Жгутик эукариот представляет собой пучок из девяти связанных пар микротрубочек, окружающих две центральные микротрубочки. Так называемая структура «9 + 2» — характеристика ядра жгутика эукариот, аксонема (или продольного филаманту).

В основе эукариотического жгутика находится «базальное тело» (также известное как «блефаропласт» или «кинетосомах»), которое является организационным ценром микротрубочек и составляет около 500 нм в длину. Базальное тело по структуре идентично центриоли.

Жгутик эукариот начинается в пределах цитоплазматической мембраны клетки, таким образом, что внутренний канал жгутика доступен для цитоплизмы.

[attention type=yellow]

Каждая из внешних 9 пар микротрубочек имеет пару динеинових рукояток («внутреннюю» и «внешнюю») в соседнюю микротрубочки, эти рукоятки отвечают за движение жгутика, поскольку сила, виробяеться ними, заставляет пары микротрубочек скользить друг против друга, и жгутик сгибается как одно целое.

[/attention]

Эти динеинови рукоятки получают энергию за счет гидролиза АТФ. Аксонема жгутика также содержит «радиальные спицы», полипептидные комплексы, тянущиеся от каждой из зовништих 9 пар микротрубочек по направлению к центральной пары, с «головой» спицы, направленных внутрь. Считается, что радиальные спицы участвуют в регулировании движения жгутика, хотя их точное функция и метод действия еще не известны.

Подвижные жгутики служат для движения отдельных клеток (например, плавающих простейшие и сперматозоидов) и транспорта жидкостей (например, транспорт слизи стационарными клетками в трахеи).

В дополнение к этому, неподвижные жгутики — жизненно важные органеллы в органах чувств и передачи сигналов в большом количестве типов клеток (например, фоторецепторные палочки глаза, обонятельные нейроне носа, киносилиум в улитке уха).

Внутришньоджгутиковий транспорт (ВДТ, IFT), процесс, при котором субъединицы аксонема, трансмембранные рецепторы и другие белки продвигаются увздовж жгутика, существенный для надлежащего функционирования жгутика, как движения, так и передачи сигналов.

Источник: https://info-farm.ru/alphabet_index/zh/zhgutik.html

Бактерии со жгутиками: строение, функции, виды, расположение

Функции жгутики

Существует большое количество микробов со жгутиками. Жгутики бактерий являются их характерными признаками, и они по этому принципу объединяются в таксономические единицы. Благодаря отросткам эти организмы способны совершать сокращения клетки и таким образом двигаться.

Для чего бактериям жгутики

Эти структурные элементы клетки определяют ее подвижность. Чаще всего это тонкие нити, которые берут свое начало еще от цитоплазматической мембраны. Некоторые виды микробов имеют существенно больший жгутик, чем сама клетка-хозяин.

Отростки способны проталкивать клетку в жидкой среде. Строение жгутика таково, что он может быстро перемещать тело-клетку, и при этом она будет преодолевать сравнительно большие расстояния. Движения эти совершаются по принципу пропеллера. Чтобы перемещаться, микробы используют один или несколько отростков.

У некоторых микробов отростки могут быть дополнительным фактором патогенности (болезнетворности). Это можно объяснить с тем, что он способствует приближению патогенного микроорганизма к здоровой клетке.

Из чего состоят жгутики

Эти части микроорганизма представляют собой спирально закрученные нити. Они имеют разную толщину и длину, а также амплитуду витка. Некоторые бактерии с жгутиками имеют сразу несколько разновидностей этих органов.

Состоят эти элементы клетки из специального белка – флагеллина. Он имеет сравнительно небольшую молекулярную массу. Это позволяет субъединицам молекул располагаться по спирали и таким образом составлять строение отростка определенной длины.

Кроме нити, жгут имеет крюк возле поверхности клетки, а также базальное тельце. С помощью такого тельца он надежно закрепляется в клетке.

Что такое ворсинки

Ворсинки иначе называются пили. Они присутствуют в разных организмах. Расположение этих структурных элементов бактериальной клетки различно. Обычно это цилиндры белковой природы, имеющие длину до 1,5 микрометра и диаметр до 1 микрометра. В одном микроорганизме могут быть пили нескольких видов.

Функции этих образований до конца еще не определены. Известно, что отдельные разновидности микробов имеют ворсинки. Наиболее очевидная роль, которую выполняют пили – прикрепление к субстрату и передвижение в среде.

Больше всего данных собрано о кишечных палочках, имеющих ворсинки-пили. Однако существует огромное количество микроскопических организмов, у которых строение ворсинок еще до конца не определено. Во всяком случае, бактериальные пили способствуют эффективному передвижению клеток.

Какие различия имеют жгутиковые микроорганизмы

В зависимости от количества и способа расположения все микроскопические организмы разделяют на такие типы:

  1. Монотрихи. Это бактерии с одним жгутиком.
  2. Лофотрихи. У этих клеток на конце есть пучок отростков.
  3. Перитрихи. Такие микробы имеют много отростков по всей поверхности.
  4. Амфитрихи. У этих микроорганизмов двустороннее, или биполярное расположение жгутиков.

Жгутики прокариот

У бактерий-прокариот такие элементы состоят только из одного участка субъединиц флагеллина. Возможно одно- или двустороннее расположение таких элементов. В значительной степени такие части клетки могут определяться различиями жизненного цикла.

У некоторых прокариотических бактерий могут быть пили. Количество этих структурных элементов позволяет бактерии двигаться или прикрепляться к субстрату.

Большинство прокариот имеют отличные приспособления для того, чтобы передвигаться в жидкой среде и тем самым повысить выживаемость при неблагоприятных факторах окружающей среды.

Как определить жгутики

Условно жгутики можно определить по прямому и косвенному методу.

Наблюдение бактерии в микроскоп – это прямое обнаружение этих элементов. Чтобы они были более заметными, применяется окрашивание специальными методами. Еще лучше жгутики заметны в электронный микроскоп.

Косвенно бактерии определяются по факту подвижности клетки. Лучше всего это обнаружить при помощи препарата «раздавленная капля», когда предметное стекло накрывается покровным. Часто для того, чтобы отростки были более заметны, искусственно затемняют поле зрения.

Изучение жгутиковых бактерий и их функций позволяет микробиологам находить способы борьбы с болезнетворными микроорганизмами, а также поле для их применения.

[attention type=red]

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.

[/attention]

Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/organelles/bakterii-s-zhgutikami.html

Органоиды движения: функции и строение, особенности движения простейших

Функции жгутики

Клетки могут перемещаться при помощи специализированных органоидов, к которым относятся реснички и жгутики. Реснички клеток всегда многочисленны (у простейших их количество исчисляется сотнями и тысячами), а длина составляет 10-15мкм. Жгутиков же чаще всего 1-8, длина их — 20-50мкм.

Строение и функции органоидов движения

Строение ресничек и жгутиков, как у растительных, так и животных клеток сходно.

Под электронным микроскопом обнаружено, что реснички и жгутики это немембранные органоиды, состоящие из микротрубочек.

Две из них располагаются в центре, а вокруг них по периферии лежат еще 9 пар микротрубочек. Вся эта структура покрыта цитоплазматической мембраной, являющейся продолжением клеточной мембраны.

Жгутики и реснички обеспечивают не только передвижение клеток в пространстве, но и перемещение различных веществ на поверхности клеток, а также попадание пищевых частиц в клетку. У основания ресничек и жгутиков находятся базальные тельца, которые тоже состоят из микротрубочек.

Предполагают, что базальные тельца являются центром формирования микротрубочек жгутиков и ресничек. Базальные тельца, в свою очередь, нередко происходят из клеточного центра.

Большое количество одноклеточных организмов и некоторые клетки многоклеточных не имеют специальных органоидов движения и передвигаются при помощи псевдоподий (ложноножек), которое получило название амебоидного. В основе его лежит движение молекул особых белков, называемых сократимыми.

Особенности движения простейших

Одноклеточные организмы также способны передвигаться (инфузория туфелька, эвглена зеленая, амеба обыкновенная). Для перемещения в толще воды каждая особь наделена специфическими органоидами. У простейших такими органоидами являются реснички, жгутики, ложноножки.

Эвглена зелёная

Эвглена зелёная — представитель простейших из класса жгутиковых. Тело эвглены веретенообразной формы, удлиненное с заостренным концом. Органоиды движения эвглены зеленой представлены жгутиком, который находится на тупом конце. Жгутики — это тонкие выросты тела, число которых варьирует от одного до десятков.

Механизм движения при помощи жгутика отличается у разных видов. В основном это вращение в виде конуса, вершина которого обращена к телу. Перемещение наиболее эффективно при достижении углом вершины конуса 45°. Скорость колеблется в пределах от 10 до 40 оборотов за секунду. Часто наблюдается помимо вращательного движения жгутика, также его волнообразные покачивания.

Такой характер движения свойствен для одножгутиковых видов. У многожгутиковых нередко жгутики располагаются в одной плоскости и не формируют конуса вращения.

[attention type=green]

Микроскопическое строение жгутиков довольно сложное. Они окружены тонкой оболочкой, которая является продолжением наружного слоя эктоплазмы — пелликулы. Внутреннее пространство жгутика заполнено цитоплазмой и продольно расположенными нитями — фибриллами.

[/attention]

Периферически расположенные фибриллы отвечают за осуществление движения, а центральные выполняют опорную функцию.

Инфузория туфелька

Передвигается инфузория туфелька за счет ресничек, осуществляя ими волнообразные движения. Направляется вперед тупым концом.

Реснички двигаются в одной плоскости и делают прямой удар после полного выпрямления, а возвратный — в выгнутом положении. Удары идут последовательно один за другим с небольшой задержкой. Во время плаванья, инфузория осуществляет вращательные движения вокруг продольной оси.

Реснички инфузории туфельки

Перемещается туфелька со скоростью до 2,5мм/c. Направленность меняется за счёт перегибов тела. Если на пути будет преграда, то после столкновения инфузория начинает двигаться в противоположную сторону.

Все реснички инфузорииимеют сходное строение с жгутиками эвглены зеленой. Ресничка у основания образует базальное зерно, которое играет важную роль в механизме движения организма.

У некоторых инфузорий реснички соединяются между собой и таким образом позволяют развить большую скорость.

Инфузории относятся к высокоорганизованным простейшим и свою двигательную активность они осуществляют с помощью сокращений. Форма тела простейшего может меняться, а после возвращаться в прежнее состояние. Быстрые сократительные движения возможны благодаря наличию особых волокон — мионем.

Амеба обыкновенная

Амеба — простейшее довольно крупных размеров (до 0,5мм). Форма тела полиподиальная, обусловлена наличием множественных псевдоподий — это выросты с внутренней циркуляцией цитоплазмы.

У амебы обыкновенной псевдоподии еще называют ложноножками. Направляя ложноножки в разные стороны, амёба развивает скорость в 0,2 мм/минуту.

К органоидам движения простейших не относятся цитоплазма, ядро, вакуоли, рибосомы, лизосомы, ЭПР, Аппарат Гольджи.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (3 4,00 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/organoidy-dvizheniya/

Сам себе врач
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: