FLAGELLA: ÖKARYOTIK, PROKARYOTIK (YAPI VE IŞLEVLER) - BIYOLOJI - 2024

Bir kamçı bir kamçı şekilli hücre projeksiyon olduğu, tek hücreli organizmaların lokomosyon ve daha karmaşık organizmalarda çeşitli maddelerin hareketine katılır.

Flagella'yı hem ökaryotik hem de prokaryotik soyda buluyoruz. Prokaryotik flagella, içi boş bir çekirdek oluşturan, sarmal bir şekilde yapılandırılmış flagellin alt birimlerinden oluşan tek bir mikrotübülden oluşan basit elementlerdir.

Kaynak: LadyofHats. Alejandro Porto'nun İspanyolca versiyonu

Ökaryotlarda konfigürasyon, dokuz çift tübülin mikrotübülü ve merkezi bölgede bulunan iki çifttir. Flagella'nın tipik örneklerinden biri, onlara hareketlilik sağlayan ve yumurtanın döllenmesine izin veren sperm uzantılarıdır.

Başka bir hücre uzaması türü olan kirpikler, flagella ile benzer bir yapıya ve işleve sahiptir, ancak flagella ile karıştırılmamalıdır. Çok daha kısadırlar ve farklı hareket ederler.

Prokaryotlarda Flagella

Bakterilerde flagella, boyutları 3 ila 12 mikrometre uzunluğunda ve 12 ila 30 nanometre çapında olan sarmal filamentlerdir. Ökaryotlardaki aynı elementlerden daha basittirler.

yapı

Yapısal olarak bakteri kamçıları, flagellin adı verilen bir protein molekülünden oluşur. Flagellinler immünojeniktir ve her türe veya suşa özgü "H antijenleri" adı verilen bir grup antijeni temsil eder. Bu, içi boş bir merkez ile silindirik bir şekilde yapılandırılmıştır.

Bu kamçıda üç ana parçayı ayırt edebiliriz: uzun bir dış filament, filamentin ucunda bulunan bir kanca ve kancaya tutturulmuş bir bazal gövde.

Bazal vücut, virülans faktörleri için salgılama aparatıyla özellikleri paylaşır. Bu benzerlik, her iki sistemin de ortak bir atadan miras alındığını gösterebilir.

sınıflandırma

Flagellumun konumuna bağlı olarak, bakteriler farklı kategorilere ayrılır. Kamçı, hücrenin kutuplarında bir ucunda tek kutuplu bir yapı olarak yer alıyorsa monoteriktir ve her iki ucunda da öyle yaparsa amfibidir.

Flagellum, hücrenin bir veya iki yanında bir “tüy” olarak da bulunabilir. Bu durumda, atanan terim lofotriktir. Son durum, hücrenin tüm yüzeye homojen olarak dağılmış birden fazla flagella'ya sahip olması durumunda ortaya çıkar ve peritrichous olarak adlandırılır.

Bu tür kırbaçlama türlerinin her biri, kamçıların yaptığı hareket türlerinde de farklılıklar gösterir.

Bakteriler ayrıca hücre yüzeyinde başka türden çıkıntılar sergiler. Bunlardan biri pili, bunlar bir kamçıdan daha serttir ve iki türü vardır: kısa ve bol ve cinsel ilişkide bulunan uzun olanlar.

hareket

Bakteriyel kamçının itme kuvveti veya dönüşü, doğrudan ATP'den değil, proton hareket kuvvetinden gelen enerjinin ürünüdür.

Bakteriyel flagella, sabit bir hızda dönmemesi ile karakterize edilir. Bu parametre, hücrenin herhangi bir zamanda ürettiği enerji miktarına bağlı olacaktır. Bakteri sadece hızı modüle etme yeteneğine sahip değildir, aynı zamanda kamçı yönünü ve hareketini de değiştirebilir.

Bakteriler belirli bir bölgeye yönlendirildiğinde, muhtemelen bir uyarıcıya çekileceklerdir. Bu hareket taksiler olarak bilinir ve kamçı, organizmanın istenen yere hareket etmesini sağlar.

Ökaryotlarda Flagella

Prokaryotik organizmalar gibi ökaryotlar da zarın yüzeyinde bir dizi işlem sergiler. Ökaryotik flagella, mikrotübüllerden oluşur ve hareket ve hareketle ilgili uzun çıkıntılardır.

Ayrıca ökaryotik hücrelerde, flagella ile karıştırılmaması gereken bir dizi ek işlem olabilir. Mikrovilli, maddelerin emilmesi, salgılanması ve yapışmasıyla ilgili plazma zarının uzantılarıdır. Aynı zamanda hareketlilik ile de ilgilidir.

yapı

Ökaryotik kamçı yapısına aksonem denir: mikrotübüllerden ve başka bir protein sınıfından oluşan bir konfigürasyon. Mikrotübüller, 9 dış çiftle çevrili merkezi bir mikrotübül çifti olduğunu gösteren "9 + 2" adı verilen bir modelde yapılandırılmıştır.

Bu tanım literatürde çok popüler olsa da, merkezde iki değil sadece bir çift yer aldığından yanıltıcı olabilir.

Mikrotübüllerin yapısı

Mikrotübüller, tübülinden oluşan protein elementleridir. Bu molekülün iki formu vardır: alfa ve beta tübülin. Bu gruplar birlikte mikrotübül birimini oluşturacak bir dimer oluşturur. Birimler yanal olarak polimerize olur ve kümelenir.

Merkezi çiftin çevresinde bulunan mikrotübüllerin sahip olduğu protofilamentlerin sayısı arasında farklılıklar vardır. Bunlardan biri A tübülü olarak bilinir veya yalnızca 10 ila 11 filamenti olan tübül B'nin aksine 13 protofilamenti vardır.

Dynein ve nexin

Mikrotübüllerin her biri negatif ucundan bazal gövde veya kinetozom olarak bilinen bir yapıya tutturulur ve bu yapı olarak dokuz üçlü mikrotübül içeren sentrozomların merkezciline benzer.

Ökaryotik kamçı hareketinde (bir ATPase) büyük öneme sahip olan protein dynein, her bir A tübülüne iki kolla bağlanır.

Nexin, flagellum bileşimindeki bir başka önemli proteindir. Bu, dokuz çift dış mikrotübülün birleştirilmesinden sorumludur.

hareket

Ökaryotik flagella'nın hareketi, protein dyneinin aktivitesi tarafından yönlendirilir. Bu protein, kinesin ile birlikte mikrotübüllere eşlik eden en önemli motor elementlerdir. Bunlar mikrotübül üzerinde "yürüme".

Hareket, dış mikrotübül çiftleri değiştiğinde veya kaydığında gerçekleşir. Dynein hem tip A hem de tip B tübüllere bağlıdır Spesifik olarak, taban A ile ilişkilidir ve B ile kafa da harekette rol oynar.

Flagellar harekette dyneinin spesifik rolünü aydınlatmakla görevli birkaç çalışma vardır.

Prokaryotik ve ökaryotik flagella arasındaki farklar

boyutlar

Prokaryotik soylardaki kamçı daha küçüktür, 12 um uzunluğa ulaşır ve ortalama çap 20'dir. Ökaryotik kamçı uzunluğu 200 um'yi aşabilir ve çapı 0.5 um'ye yakındır.

Yapısal konfigürasyon

Ökaryotik flagella'nın en önemli özelliklerinden biri 9 + 0 mikrotübül organizasyonu ve 9 + 2 fiber konfigürasyonudur.Prokaryotik organizmalar bu organizasyondan yoksundur.

Prokaryotik flagella, ökaryotlarda olduğu gibi plazma zarında sarılı değildir.

Prokaryotik flagella'nın bileşimi basittir ve sadece flagellin protein moleküllerini içerir. Ökaryotik flagella'nın bileşimi, tubulin, dynein, nexin ve ek bir protein setinden ve ayrıca karbonhidratlar, lipidler ve nükleotidler gibi diğer büyük biyomoleküllerden oluşan daha karmaşıktır.

Enerji

Prokaryotik flagella'nın enerji kaynağı, zara sabitlenmiş bir ATPase proteini tarafından değil, proton motivasyon kuvveti tarafından sağlanır. Ökaryotik kamçı, bir ATPase proteinine sahiptir: dynein.

Kirpikler ile benzerlikler ve farklılıklar

benzerlikler

Harekette rol

Kirpikler ve flagella arasında karışıklık yaygındır. Her ikisi de saça benzeyen ve hücrelerin yüzeyinde bulunan sitoplazmik süreçlerdir. İşlevsel olarak, hem kirpikler hem de kamçı, hücresel hareketi kolaylaştıran çıkıntılardır.

yapı

Her ikisi de bazal cisimlerden ortaya çıkar ve oldukça benzer bir ultra yapıya sahiptir. Aynı şekilde, her iki çıkıntının kimyasal bileşimi de çok benzerdir.

farklılıklar

uzunluk

İki yapı arasındaki önemli fark, uzunlukla ilgilidir: Kirpikler kısa çıkıntılar iken (5 ila 20 um uzunluğunda), kamçı önemli ölçüde daha uzundur ve neredeyse 10 kat daha uzun olan 200 um'den daha büyük uzunluklara ulaşabilir. kirpikten daha.

miktar

Hücrede kirpikler olduğunda, genellikle bunu önemli sayıda yapar. Genellikle bir veya iki tane olan flagella'ya sahip hücrelerin aksine.

hareket

Ayrıca her yapının kendine özgü bir hareketi vardır. Kirpikler güçlü vuruşlarla ve kamçı dalgalı, kırbaç benzeri bir şekilde hareket eder. Flagella'nın hareketi koordine edilirken, hücredeki her kirpiksin hareketi bağımsızdır. Kirpikler dalgalı bir zara tutturulur ve kamçı değildir.

karmaşa

Her yapı boyunca kirpikler ve flagella'nın karmaşıklığı arasında kendine özgü bir fark vardır. Kirpikler, tüm uzunlukları boyunca karmaşık çıkıntılardır, kamçığın karmaşıklığı yalnızca rotasyondan sorumlu motorun bulunduğu tabanla sınırlıdır.

fonksiyon

Kirpikler, işlevleriyle ilgili olarak, maddelerin belirli bir yöndeki hareketinde rol oynarlar ve kamçı sadece hareketle ilgilidir.

Hayvanlarda silanın ana işlevi, yüzeydeki sıvıların, mukusun veya diğer maddelerin hareket ettirilmesidir.

Referanslar

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Hücrenin moleküler biyolojisi. Garland Science, Taylor ve Francis Group.
2. Cooper, GM, Hausman, RE ve Wright, N. (2010). Hücre. Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Zoolojinin Bütünleşik Prensipleri. New York: McGraw-Hill. 14. Baskı.
4. Madigan, MT, Martinko, JM ve Parker, J. (2004). Brock: Mikroorganizmaların Biyolojisi. Pearson Education.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL ve Johnson, TR (2004). Mikrobiyoloji: bir giriş (Cilt 9). San Francisco, CA: Benjamin Cummings.