NộI Dung
- Cấu trúc của tế bào nhân sơ Flagella rất đơn giản
- Flagella sinh vật nhân chuẩn có cấu trúc phức tạp
- Flagella hoạt động thông qua chuyển động quay của dây tóc
- Flagella của vi khuẩn Prokaryotic được cung cấp bởi động cơ Flagellar
- Flagella nhân chuẩn Sử dụng ATP để uốn cong
- Flagella Prokaryotic rất quan trọng đối với việc truyền vi khuẩn
- Các tế bào nhân chuẩn sử dụng Flagella để di chuyển bên trong và bên ngoài các sinh vật
Di động tế bào là một thành phần quan trọng cho sự sống còn của nhiều sinh vật đơn bào, và nó cũng có thể quan trọng trong các động vật cao cấp hơn. Các tế bào sử dụng Flagella cho đầu máy để tìm kiếm thức ăn và thoát khỏi nguy hiểm. Flagella whiplike có thể được xoay để thúc đẩy chuyển động thông qua hiệu ứng mở nút chai, hoặc chúng có thể hoạt động giống như mái chèo để chèo các tế bào thông qua chất lỏng.
Flagella được tìm thấy ở vi khuẩn và ở một số sinh vật nhân chuẩn, nhưng hai loại Flagella này có cấu trúc khác nhau.
Flagellum vi khuẩn giúp vi khuẩn có lợi di chuyển qua sinh vật và giúp vi khuẩn gây bệnh lây lan trong quá trình nhiễm trùng. Chúng có thể di chuyển đến nơi chúng có thể nhân lên, và chúng có thể tránh được một số cuộc tấn công từ hệ thống miễn dịch của sinh vật. Đối với động vật tiên tiến, các tế bào như tinh trùng di chuyển với sự trợ giúp của một lá cờ.
Trong mỗi trường hợp, chuyển động của Flagella cho phép tế bào di chuyển theo hướng chung.
Cấu trúc của tế bào nhân sơ Flagella rất đơn giản
Flagella cho prokaryote như vi khuẩn được tạo thành từ ba phần:
Dây tóc hình ngọn cờ được tạo ra bằng cách vận chuyển protein flagellin từ các ribosome của tế bào qua lõi rỗng đến đỉnh nơi gắn cờ và làm cho dây tóc phát triển. Cơ thể cơ bản hình thành xe máy của cột cờ và móc mang lại hiệu ứng xoay vòng.
Flagella sinh vật nhân chuẩn có cấu trúc phức tạp
Chuyển động của vi khuẩn nhân chuẩn và các tế bào nhân sơ là tương tự nhau, nhưng cấu trúc của dây tóc và cơ chế quay là khác nhau. Cơ thể cơ bản của Flagella eukaryote được neo vào cơ thể tế bào, nhưng lá cờ thiếu một thanh và đĩa. Thay vào đó, dây tóc chắc chắn và được tạo thành từ cặp vi ống.
Các ống được sắp xếp thành chín ống đôi xung quanh một cặp ống trung tâm theo đội hình 9 + 2. Các ống được tạo thành từ chuỗi protein tuyến tính xung quanh một trung tâm rỗng. Các ống đôi chia sẻ một bức tường chung trong khi các ống trung tâm là độc lập.
Các nan hoa protein, các trục và các liên kết nối với các vi ống dọc theo chiều dài của dây tóc. Thay vì một chuyển động được tạo ra ở đáy bằng các vòng quay, chuyển động của lá cờ xuất phát từ sự tương tác của các vi ống.
Flagella hoạt động thông qua chuyển động quay của dây tóc
Mặc dù vi khuẩn Flagella và các tế bào nhân chuẩn có cấu trúc khác nhau, cả hai đều hoạt động thông qua chuyển động quay của dây tóc để đẩy tế bào hoặc di chuyển chất lỏng qua tế bào. Các sợi ngắn hơn sẽ có xu hướng di chuyển qua lại trong khi các sợi dài hơn sẽ có chuyển động xoắn ốc tròn.
Trong vi khuẩn Flagella, móc ở dưới cùng của dây tóc quay nơi nó được neo vào thành tế bào và màng plasma. Vòng quay của móc dẫn đến chuyển động giống như chân vịt của Flagella. Trong Flagella eukaryote, chuyển động quay là do sự uốn cong liên tiếp của dây tóc.
Các chuyển động kết quả có thể là giống như ngoài xoay.
Flagella của vi khuẩn Prokaryotic được cung cấp bởi động cơ Flagellar
Dưới móc của vi khuẩn Flagella, nền của lá cờ được gắn vào thành tế bào và màng tế bào plasma bằng một loạt các vòng được bao quanh bởi các chuỗi protein. Một bơm proton tạo ra một gradient proton qua các vòng thấp nhất và năng lượng gradient điện hóa xoay qua một động lực proton.
Khi các proton khuếch tán qua ranh giới vòng thấp nhất do lực động của proton, vòng quay và móc dây tóc kèm theo sẽ quay. Xoay theo một hướng dẫn đến chuyển động có kiểm soát về phía trước của vi khuẩn. Xoay theo hướng khác làm cho vi khuẩn di chuyển một cách ngẫu nhiên.
Sự di chuyển của vi khuẩn kết hợp với sự thay đổi hướng quay tạo ra một kiểu đi bộ ngẫu nhiên cho phép tế bào bao phủ rất nhiều mặt đất theo hướng chung.
Flagella nhân chuẩn Sử dụng ATP để uốn cong
Nền của lá cờ của các tế bào nhân chuẩn được neo chắc chắn vào màng tế bào và uốn cong Flagella chứ không phải xoay. Chuỗi protein gọi là dynein được gắn vào một số vi ống đôi được sắp xếp xung quanh các sợi filella trong nan hoa xuyên tâm.
Các phân tử dynein sử dụng năng lượng từ adenosine triphosphate (ATP), một phân tử lưu trữ năng lượng, để tạo ra chuyển động uốn cong trong Flagella.
Các phân tử dynein làm cho Flagella uốn cong bằng cách di chuyển các vi ống lên xuống với nhau. Họ tách một trong các nhóm phốt phát ra khỏi các phân tử ATP và sử dụng năng lượng hóa học được giải phóng để lấy một trong các vi ống và di chuyển nó vào ống mà chúng được gắn vào.
Bằng cách phối hợp hành động uốn như vậy, chuyển động dây tóc kết quả có thể quay hoặc quay lại.
Flagella Prokaryotic rất quan trọng đối với việc truyền vi khuẩn
Trong khi vi khuẩn có thể tồn tại trong thời gian dài trong không khí mở và trên bề mặt rắn, chúng phát triển và nhân lên trong chất lỏng. Môi trường chất lỏng điển hình là các giải pháp giàu dinh dưỡng và nội thất của các sinh vật tiên tiến.
Nhiều trong số các vi khuẩn, chẳng hạn như những vi khuẩn trong ruột động vật, có lợi, nhưng họ phải có khả năng tìm thấy các chất dinh dưỡng cần thiết và tránh các tình huống nguy hiểm.
Flagella cho phép chúng di chuyển về phía thức ăn, tránh xa các hóa chất nguy hiểm và lây lan khi chúng nhân lên.
Không phải tất cả các vi khuẩn trong ruột đều có lợi. H. pylori, ví dụ, là một loại vi khuẩn được đánh dấu gây ra loét dạ dày. Nó dựa vào Flagella để di chuyển qua chất nhầy của hệ thống tiêu hóa và tránh các khu vực quá axit. Khi tìm thấy một không gian thuận lợi, nó nhân lên và sử dụng Flagella để trải ra.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng H. pylori Flagella là một yếu tố quan trọng trong sự lây nhiễm của vi khuẩn.
Bài viết liên quan: Truyền tín hiệu: Định nghĩa, chức năng, ví dụ
Vi khuẩn có thể được phân loại theo số lượng và vị trí Flagella của họ. Đơn điệu vi khuẩn có một lá cờ đơn ở một đầu của tế bào. Lophotrichous vi khuẩn có một loạt các vi khuẩn Flagella ở một đầu.
Giàu có vi khuẩn có cả Flagella bên và Flagella ở cuối tế bào trong khi lưỡng cư vi khuẩn có thể có một hoặc một số Flagella ở cả hai đầu.
Sự sắp xếp của Flagella ảnh hưởng đến tốc độ và cách thức vi khuẩn có thể di chuyển.
Các tế bào nhân chuẩn sử dụng Flagella để di chuyển bên trong và bên ngoài các sinh vật
Các tế bào nhân chuẩn có nhân và bào quan được tìm thấy ở thực vật và động vật bậc cao nhưng cũng là sinh vật đơn bào. Flagella Eukaryotic được sử dụng bởi các tế bào nguyên thủy để di chuyển xung quanh, nhưng chúng cũng có thể được tìm thấy ở động vật tiên tiến.
Trong trường hợp các sinh vật đơn bào, Flagella được sử dụng để xác định vị trí thức ăn, lây lan và thoát khỏi động vật ăn thịt hoặc điều kiện không thuận lợi. Ở động vật tiên tiến, các tế bào cụ thể sử dụng một lá cờ nhân chuẩn cho các mục đích đặc biệt.
Ví dụ, tảo xanh Chlamydomonas reinhardtii sử dụng hai tảo Flagella để di chuyển qua nước hồ và sông hoặc đất. Nó dựa vào chuyển động này để lan rộng sau khi sinh sản và được phân phối rộng rãi trên toàn thế giới.
Ở động vật bậc cao, tế bào tinh trùng là một ví dụ về một tế bào di động sử dụng tế bào nhân chuẩn cho chuyển động. Đây là cách tinh trùng di chuyển qua đường sinh sản nữ để thụ tinh cho trứng và bắt đầu sinh sản hữu tính.