какую функцию выполняет жгутик у простейших

23.05.202223.05.2022 admin 0 Comments

Жгутики

Жгутик — поверхностная структура, присутствующая у многих прокариотических и эукариотических клеток и служащая для их движения в жидкой среде или по поверхности твёрдых сред. Жгутики прокариот и эукариот резко различаются: бактериальный жгутик имеет толщину 10-20 нм и длину 3-15 мкм, он пассивно вращается расположенным в мембране мотором; жгутики же эукариот толщиной до 200 нм и длиной до 200 мкм, они могут самостоятельно изгибаться по всей длине. У эукариот часто также присутствуют реснички, идентичные по своему строению жгутику, но более короткие (до 10 мкм).

Содержание

Жгутики прокариот

Жгутики бактерий состоят из трёх субструктур:

Базальное тело и механизм его работы

Базальное тело представляет собой систему колец, находящихся в ЦПМ и клеточной стенке бактерий. Два внутренних кольца — M и S-кольца (сейчас чаще рассматриваются как единое MS-кольцо) — являются обязательными элементами, причём M-кольцо находится в ЦПМ, а S — в периплазме грамотрицательных и пептидогликановом слое грамположительных бактерий. Ещё два кольца — P и L — есть только у грамотрицательных бактерий, они расположены в пептидогликановом слое и наружной мембране соответственно, неподвижны и лишь направляют стержень ротора мотора. Вокруг MS-кольца расположены статоры — белковые комплексы MotA₄/MotB₄ представляющие собой протонный канал (их может быть от 8 до 16).

Точный механизм работы базального тела не известен. Большинство исследователей полагает что поступление протона из периплазмы или внешней среды в MotA₄/MotB₄ комплекс вызывает конформационные изменения белков, благодаря электростатическому взаимодействию или прямому контакту это изменение приводит к повороту MS-кольца, а его дальнейшее движение возвращает исходную конформацию комплексу и выталкивает протон в цитозоль. У Escherichia coli для одного оборота жгутика требуется перемещение около 1000 протонов. Показано, что жгутик может работать даже у пустых клеточных оболочек при условии что внешний pH ниже внутреннего.

Таким образом, базальное тело преобразует химическую энергию в работу, вращаясь за счёт градиента концентрации протонов или, в редких случаях, ионов натрия (некоторые морские бактерии рода Vibrio, алкалофильные Bacillus, Acetobacterium woodii), это вращение осуществляется со скоростью до 100 об/сек, причём его направление может изменяться менее чем за 0,1 сек.

Механизм движения клетки

Вращение мотора вызывает пассивное вращение филамента. Более массивная клетка начинает вращаться примерно со скоростью 1/3 от скорости жгутика и в обратном направлении, а также приобретает поступательное движение.

Подавляющее большинство наделённых жгутиком бактерий имеют палочковидную форму. Из гидродинамических расчётов следует, что для наиболее эффективного движения отношение длины клетки к ширине должно составлять 3,7. Движение кокков крайне неэффективно, поэтому они чаще всего неподвижны.

У ряда бактерий мотор и жгутик могут вращаться только в одном направлении, переориентация происходит при остановке за счёт броуновского движения. Бактерии-перитрихи собирают при движении все свои жгутики (каждый из которых вращается против часовой стрелки) в один пучок. Для совершения кувырка они либо меняют направление вращения, либо изменяют его скорость, из-за чего пучок распадается. При полярном расположении жгутиков один из них может служить и толкающим, и тянущим приспособлением в зависимости от направления вращения.

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

Особенности жгутиков архей

В результате секвенирования геномов архей не удалось выявить какой-либо гомологии генов, ответственных за биогенез жгутиков архей и бактерий. Вместо флагеллина, неустойчивого в среде с повышенной кислотностью, в жгутиках архебактерий этот белок заменён гликопротеинами. Архебактериальный жгутик тоньше и не имеет центрального полого канала, поэтому, по всей видимости, его синтез происходит по принципиально иному механизму у поверхности клетки.

Синтез жгутика

Процесс синтеза жгутика эубактерий (Caulobacter sp.) запускается экспрессией гена сtrA. Продуктом этого гена является белок CtrA. Синтез Ctr A происходит сразу после перехода клетки из G0-фазы в S-фазу. Обычно участок ДНК, содержащий ген сtrA, метилирован. Синтезу белка CtrA предшествует деметилирование ДНК, которая затем реплицируется. После этого происходит синтез CtrA и его фосфорилирование киназами. Ген сtrA имеет два промотора: Р1 и Р2. С первого промотора осуществляется ингибирование синтеза CtrA. Со второго промотора осуществляется стимулирование синтеза CtrA. Следует отметить, что белок CtrA найден не у всех эубактерий, и механизм синтеза жгутика не универсален.

Жгутики эукариот

Жгутики эукариот имеют толщину до 200 нм и длину до 200 мкм. Они окружены выступами цитоплазматической мембраны и содержат 9 пар микротрубочек, выстроенных вокруг двух не объединённых в пару микротрубочек (структура 9+2). Эти микротрубочки скользят друг относительно друга с использованием энергии АТФ, поэтому изгиб эукариотического жгутика может осуществляться в любой его части.

См. также

Ссылки

Литература

Жгутики — органоиды движения бактерий, представляют собой тонкие длинные (3 5×12 25 нм) нитевидные структуры белковой природы. Начинаются в цитоплазме от базального тельца. Далее они, окруженные футляром, утолщенные и изогнутые в виде крюка, проходят через … Словарь микробиологии

жгутики — реснички Волосоподобные выросты поверхностных клеток небольших организмов, с помощью которых эти организмы передвигаются или пропускают воду сквозь свое тело; обнаружены в механизмах питания многих морских животных.… … Справочник технического переводчика

жгутики — нитевидные подвижные цитоплазматические выросты клетки, свойственные многим бактериям, всем жгутиковым, зооспорам и сперматозоидам животных и растений. Служат для передвижения в жидкой среде. * * * ЖГУТИКИ ЖГУТИКИ, нитевидные подвижные… … Энциклопедический словарь

Жгутики — цитоплазматические выросты клетки, свойственные всем жгутиковым (См. Жгутиковые), многим бактериям, зооспорам и сперматозоидам растений и животных. Раньше Ж. противопоставляли ресничкам (См. Реснички). Электронномикроскопические… … Большая советская энциклопедия

ЖГУТИКИ — нитевидные подвижные цитоплазматич. выросты клетки, свойственные мн. бактериям, всем жгутиковым, зооспорам и сперматозоидам ж ных и р ний. Служат для передвижения в жидкой среде … Естествознание. Энциклопедический словарь

жгутики — длинные и относительно толстые клеточные структуры, в образовании которых принимают участие плазмалемма и микротрубочки; встречаются у одноклеточных и колониальных водорослей: хламидомонады (Chlamydomonas), вольвокса (Volvox), a также у зооспор,… … Анатомия и морфология растений

ЖГУТИКИ — б. м. длинные (порядка нескольких десятков микронов), толстые (около 0,2 мкм), но немногочисленные выросты клеток у эвглевовых, пирофитовых, золотистых и других водорослей с монадной (жгутиковой) структурой тела, а также у зооспор, гамет,… … Словарь ботанических терминов

Жгутики — органы движения клеток, имеющие форму тонких нитевидных спирально извивающихся структур. Ж. снабжены вегетативные клетки и споры некоторых микроорганизмов … Толковый словарь по почвоведению

Жгутики простейших — Жгутики (жгуты, бичи) простейших органоиды движения простейших. Число Ж. колеблется от 1 до 8. Каждый Ж. состоит из 9 периферических и 2 центральных фибрилл, заключенных в цитоплазматический футляр. Основание Ж. закреплено в блефаропласте, к рый… … Словарь микробиологии

Источник

Жгутик – определение, функция, типы и викторина

Определение жгутика

Жгутик микроскопический волосоподобный органеллы используется клетками и микроорганизмами для движения. Слово «жгутик» в переводе с латыни означает «кнут», точно так же, как жгутики «бич» (множественное число) часто используют для передвижения. Специализированные жгутики у некоторых организмов также используются в качестве сенсорных органелл, которые могут обнаруживать изменения температуры и pH.

Функция жгутика

Жгутики – это нитевидные белковые структуры, обнаруженные в бактерии, археи и эукариоты, хотя они чаще всего встречаются у бактерий. Они обычно используются для продвижения клетка через жидкость (то есть бактерии и сперма). Однако жгутики имеют много других специализированных функций. Некоторые эукариотические клетки используют жгутик для увеличения скорости размножения. Другие эукариотические и бактериальные жгутики используются для определения изменений в окружающей среде, таких как изменения температуры или pH. Недавняя работа с зеленой водорослью Chlamydomonas reinhardtii показала, что жгутик также может быть использован в качестве секреторной органеллы, но это открытие требует больше времени для полного понимания.

Примеры жгутика

Жгутик может состоять из разных структур в зависимости от организм особенно при сравнении жгутиков от эукариот и бактерий. Поскольку эукариоты обычно являются сложными организмами, прикрепленный жгутик также является более сложным. Жгутик состоит из микротрубочек, состоящих из белка, называемого тубулин. Девять микротрубочек пары окружают еще две пары микротрубочек в центре, образуя ядро жгутика; это известно как договоренность «девять плюс два». Вся структура «девять плюс два» закреплена в базальном теле организма. Эти связанные микротрубочки используют АТФ, чтобы сгибаться взад и вперед вместе, подобно кнутовому движению.

Хотя мало многоклеточный у эукариот есть настоящий жгутик, почти половина человека Население производит клетки с ними в форме спермы. Это единственная клетка в организме человека с жгутиком, и не зря. Чтобы перемещаться по влагалищному тракту, чтобы встретить яйцеклетку, сперматозоид должен уметь плавать или перемещаться на очень большие расстояния (по сравнению клетки с размером тела). Без жгутика было бы очень мало шансов на оплодотворение или стабильность населения.

С другой стороны, бактериальные жгутики структурированы и функционируют совершенно иначе, чем эукариотические аналоги. Эти жгутики сделаны из белка под названием флагеллин. АТФ не нужен, потому что бактериальный жгутик может использовать энергию протон-движущей силы. Это означает, что энергия получается из ионных градиентов – обычно водорода или натрия – которые лежат на клеточных мембранах. Эти жгутики имеют спиральную форму и быстро вращаются, как ветряная мельница, чтобы двигать организм, а не взмахивать взад-вперед. Бактерии Escherichia coli используют эту ветряную мельницу, чтобы продвигать мочеиспускательный канал вызывать инфекции мочевыводящих путей. Salmonella enterica, вредный патоген, использует несколько жгутиков, похожих на ветряные мельницы, для заражения людей-хозяев.

Сравнение движения жгутика у бактериальных (прокариотических) и эукариотических организмов:

Типы жгутиков

Жгутиковая структура состоит из трех различных частей: кольца, встроенные в базальное тело, крючок у поверхности организма, чтобы удерживать его на месте, и жгутиковые белки жгутика. У каждого жгутика есть эти три общие черты, независимо от организма. Тем не менее, есть четыре различных типа бактериального жгутика в зависимости от местоположения:

Б. Лихотрихус: Несколько жгутиков на одном конце организма или на другом.

C. Амфитричный: Единый жгутик на обоих концах организма.

D. Перитриховые: Несколько жгутиков прикреплены по всему организму.

Однодомные, амфитриховые и жёлто-богатые жгутики считаются полярными жгутиками, потому что жгутик строго расположен на концах организма. Эти жгутики могут вращаться как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Движение по часовой стрелке продвигает организм (или клетку) вперед, а движение против часовой стрелки тянет организм назад.

Перитрихозные жгутики не считаются полярными, потому что они расположены по всему организму. Когда эти жгутики вращаются против часовой стрелки, они образуют пучок, который движет организм в одном направлении. Если несколько жгутиков оторвутся и начнут вращаться по часовой стрелке, то организм начнет опрокидывание. За это время организм не может двигаться ни в каком реальном направлении.

Если какой-либо жгутик перестанет вращаться – независимо от полярности – организм изменит направление. Это вызвано броуновским движением (постоянным движением жидких частиц) и потоками жидкости, догоняющими организм и вращающими его вокруг. Некоторые организмы, которые не могут самостоятельно изменить направление, полагаются на броуновское движение и потоки жидкости, чтобы сделать это для них.

викторина

1. Какова основная функция жгутика?A. Производство энергииB. связьC. передвижениеD. Производство тепла

Ответ на вопрос № 1

С верно. Хотя жгутик может делать много вещей, основная функция состоит в том, чтобы продвигать клетку или организм.

2. Что дает бактериальному жгутику энергию?A. ATPB. Ионные градиентыC. Базальные телаD. Флагеллин

Ответ на вопрос № 2

В верно. В отличие от эукариотического жгутика, бактериальный жгутик использует энергию от ионных градиентов (обычно водорода или натрия) для движения топлива.

3. Что из перечисленного не считается полярным бактериальным жгутиком?A. MonotrichousB. AmphitrichousC. LophotrichousD. кругоресничные

Ответ на вопрос № 3

D верно. Перитрихозный жгутик не считается полярным, потому что он расположен на каждой части организма, а не только на концах.

Источник

Жгутики

21.05.2021, 15:03 Бактерии
Автор: Дарья Куликова

Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиеся органами движения бактериальной клетки.

Содержание:

Жгутики Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. – это необязательный структурный компонент бактериальной клетки. Они могут быть удалены без нарушения метаболизма клетки. Первые сведения о наличии жгутиков Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. у бактерии сообщил в 1838 году немецкий естествоиспытатель Г. Эренбер. В 1897 году немецкий ботаник В. Мигула дал их морфологическое описание. Жгутики Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. у бактерий видны только в электронном микроскопе. В световом микроскопе, без специальной обработки отдельные Жгутики Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. увидеть нельзя. В процессе окрашивания бактерий по Граму Жгутики Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. не видны.

Типы бактерий в зависимости от расположения и числа жгутиков

В зависимости от расположения и числа жгутиков Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. на поверхности клетки различают следующие типы бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. :

Структура жгутика

Жгутик состоит из трех частей: нити, крюка, базального тельца.

Жгутик закреплен в цитоплазматической мембране и клеточной стенке с помощью базального тельца. В структуру последнего входит стержень и кольца.

Количество колец базального тельца у грамотрицательных Грамотрицательные бактерии – это бактерии которые не окрашиваются кристаллич. и грамположительных Грамположительные бактерии — бактерии, которые сохраняют окраску, не обесцвечив. бактерий различно.

У грамотрицательных Грамотрицательные бактерии – это бактерии которые не окрашиваются кристаллич. бактерий – четыре кольца:L, P, S, M.

L и P – наружная пара колец. S и M – внутренняя пара колец.

Кольца жгутика грамотрицательных Грамотрицательные бактерии – это бактерии которые не окрашиваются кристаллич. бактерий закреплены в разных местах:

Жгутики Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. грамположительных бактерии характеризуются базальным тельцем более простого строения. В данном случае оно состоит только из внутренней пары колец – S и M, размещенных в цитоплазматической мембране и клеточной стенке.

Химический состав жгутиков

Химический состав жгутиков Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. однообразен. Они состоят из белка флагеллина (от латинского «flagellum» – жгутик) с молекулярной массой 25000–60000. В аминокислотном составе данного белка преобладают глутаминовая и аспарагиновая аминокислоты. Количество ароматических аминокислот в флагеллине незначительно. Триптофан, цистеин и цистин содержаться в следовых количествах или совсем отсутствуют.

Движение бактерий при помощи жгутиков

Скорость движения бактерий при помощи жгутиков Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. различна. Большинство подвижных форм бактерий за одну секунду проходят расстояние, близкое размерам их тел. Самой подвижной бактерией считается холерный вибрион. При длине тела в 2 мкм, он проходит за одну секунду до 30 мкм.

Поскольку у грамположительных Грамположительные бактерии — бактерии, которые сохраняют окраску, не обесцвечив. бактерий отсутствует наружная пара колец, то считается, что для вращения жгутиков Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. достаточно только внутренней пары колец (S и M). Данные кольца, соединенные с вращающимся стержнем, выступающим наружу, образуют своеобразный электромотор, обеспечивающий движение жгутика.

В качестве источника энергии для вращения жгутиков Жгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес. используется протодвижущая сила, возникающая в цитоплазматической мембране. Происходит это следующим образом. На внешней стороне (периферии) кольца M расположены белки MotB. В участок цитоплазматической мембраны, примыкающей к краям колец M и S, встроены белки MotA.

Источник

Жгутик

Жгу́тик — поверхностная структура, присутствующая у многих прокариотических и эукариотических клеток и служащая для их движения в жидкой среде или по поверхности твёрдых сред. Жгутики прокариот и эукариот резко различаются: бактериальный жгутик имеет толщину 10—20 нм и длину 3—15 мкм, он пассивно вращается расположенным в мембране мотором; жгутики же эукариот толщиной до 200 нм и длиной до 200 мкм, они могут самостоятельно изгибаться по всей длине. У эукариот часто также присутствуют реснички, идентичные по своему строению жгутику, но более короткие (до 10 мкм).

Содержание