какую функцию выполняют жгутики у бактерий
Жгутики
Содержание:
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Типы бактерий в зависимости от расположения и числа жгутиков
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Структура жгутика
Электронно-микроскопические исследования выявляют сложную структурную организацию жгутиков.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
L и P – наружная пара колец. S и M – внутренняя пара колец.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Химический состав жгутиков
Химический состав жгутиков 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
Подробнее при переходе по ссылке
» href=»/goshandbook/wiki/dictionary/bacterium.html»>бактерий. Характер движения определяется особенностью расположения жгутиков:
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
» href=»/goshandbook/wiki/dictionary/bacterium.html»>бактерией считается холерный вибрион. При длине тела в 2 мкм, он проходит за одну секунду до 30 мкм.
Работа бактериального жгутика подобна работе корабельного винта. Если у клетки много жгутиков, то при передвижении они собираются в пучок, образующий своеобразный пропеллер. Пучок жгутиков быстро вращается против часовой стрелки, создавая силу, заставляющую Бактерия – прокариотический (без типичного клеточного ядра и хромосомного аппарата), обычно одноклеточный микроорганизм. Бактерии могут образовывать ассоциации (группы) сходных клеток, характеризующиеся клеточными, но не организменными сходствами.
Подробнее при переходе по ссылке
» href=»/goshandbook/wiki/dictionary/bacterium.html»>бактерию двигаться почти прямолинейно. После того, как направление вращения жгутиков изменяется, пучок жгутиков расплетается, клетка останавливается и начинает хаотически вращаться и менять ориентацию. В момент, когда все жгутики снова начнут вращаться синхронно против часовой стрелки, образуя пропеллер, направление поступательного движения бактериальной клетки изменится.
Подробнее при переходе по ссылке
» href=»/goshandbook/wiki/dictionary/gram_positive_bacteria.html»>грамположительных бактерий отсутствует наружная пара колец, то считается, что для вращения жгутиков достаточно только внутренней пары колец (S и M). Данные кольца, соединенные с вращающимся стержнем, выступающим наружу, образуют своеобразный электромотор, обеспечивающий движение жгутика.
Подробнее при переходе по ссылке
Подробнее при переходе по ссылке
Вращающий момент возникает за счет взаимодействия субъединиц белка MotB с белковыми субъединицами MotA. В белковых субъединицах MotA имеются два протонных полуканала. Через них переносятся протоны из периплазматического пространства клеточной стенки в Цитоплазма – это содержимое клетки окруженное цитоплазматической мембраной.
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.
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
Для чего нужны жгутики бактериям и в чем их отличие от пилей, ворсинок, фимбрий
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:
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.
Жгутики эукариот
Жгутики у микроорганизмов-эукариот имеют гораздо большую толщину, а также сложную структуру. В отличие от микроорганизмов-прокариот, эти бактерии со жгутиками могут самостоятельно вращаться. Пили в таких организмах дают им возможность дополнительно прикрепляться к субстрату, а также совершать сложные движения.
У некоторых микроорганизмов жгутики имеют более сложную структуру – в виде микротрубочек. Такая трубочка имеет плотно упакованные нити молекул белка. Они превосходно справляются с движениями в различной среде. Микротрубочки возникли, очевидно, на поздних этапах эволюции микроорганизмов.
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.
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.
Какую функцию выполняют жгутики у бактерий
Схема строения жгутика бактерий.
Жгутики бактерий определяют подвижность бактериальной клетки. Жгутики представляют собой тонкие нити, берущие начало от ЦПМ, имеющие большую длину, чем сама клетка. Толщины жгутиков 12-20 нм, длина 3-12 мкм.
Жгутики состоят из сократительного белка типа миозина – флагеллина (от. лат. flagellum – жгутик), обладающего антигенной специфичностью. Субъединицы флагеллина закручены в виде спирали.
Жгутик состоит из трех компонентов – спиральной жгутиковой нити (филамента) постоянной толщины, крючка (колена) и базального тельца. Крючок, к которому присоединена жгутиковая нить, имеет длину 30-45 нм и состоит из отличающегося от флагеллина белка. Он соединен с базальным тельцем, которое располагается в оболочке (в клеточной стенке и ЦПМ). Нити жгутиков приводит в движение мембранный шарнироподобный базальный крюк. Базальное тельце состоит из центрального стержня, заключенного в систему особых колец. Кольца выполняют роль «приводного диска» и «подшипника» на внутренней поверхности пептидогликанового слоя. Вся конструкция выполняет функцию хемомеханического преобразователя (флагеллиновый мотор).
У грамотрицательных бактерий две пары колец: внешняя (кольца L и Р) и внутренняя (кольца S и М). Кольца L и Р расположены внутри клеточной стенки (кольцо L в ЛПС, а кольцо Р – в слое пептидогликана). Они выполняют, очевидно, роль втулки для стержня. Внутренняя пара (кольца S и М) фиксирована на ЦПМ, причем кольцо S располагается в периплазматическом пространстве, а кольцо М – на ЦПМ или в ней. Жгутики грамположительных бактерий, имеющих более толстую гомогенную клеточную стенку, содержат только одну пару колец – S и М.
Вращение жгутика в клеточной стенке происходит из-за вращательного движения колец S и М относительно друг друга и обеспечивается за счет энергии трансмембранного градиента ионов водорода или натрия. Благодаря такому вращению происходит движение бактерий в наиболее благоприятном для них направлении. Жгутиковый аппарат обладает особым бинарным переключателем, который позволяет менять направление вращения жгутиков против часовой стрелки на противоположное. Таким образом, бактерии, получив химический сигнал из окружающей среды, изменяют направление движения и выбирают оптимальные условия обитания.
Модель движения жгутика.
Число жгутиков у бактерий различных видов варьирует от одного (монотрих) у холерного вибриона до десятка и сотен жгутиков, отходящих по периметру бактерии (перитрих) у кишечной палочки, протея и др. Лофотрихи имеют пучок жгутиков на одном конце клетки. Амфитрихи имеют по одному жгутику или пучку жгутиков на противоположных концах клетки.
Расположение жгутиков у бактерий.
Жгутики выявляют при помощи электронной микроскопии препаратов, напыленных тяжелыми металлами, или в световом микроскопе после обработки специальными методами, основанными на протравливании и адсорбции различных веществ, приводящих к увеличению толщины жгутиков (например, после серебрения). Подвижность бактерий определяют при помощи фазово-контрастной или световой микроскопии «раздавленной» или «висячей» капли).
Vibrio cholerae. Фрагменты клеток с полярно расположенным жгутиком (Ж). Электронная микроскопия, х130000.