Obsah
- Štruktúra prokaryotických bunkových bičíkov je jednoduchá
- Eukaryotické bičíky majú zložitú štruktúru
- Bičíky pracujú rotačným pohybom vlákna
- Prokaryotické bičíky baktérií sú poháňané bičíkovým motorom
- Eukaryotické bičíky Použite ATP na ohýbanie
- Prokaryotické bičíky sú dôležité pre množenie baktérií
- Eukaryotické bunky používajú bičíky na pohyb vo vnútri a von z organizmov
Mobilita buniek je kľúčovým prvkom pre prežitie mnohých jednobunkových organizmov a môže byť dôležitá aj u pokročilejších zvierat. Bunky používajú bičíky pohyb hľadať jedlo a uniknúť nebezpečenstvu. Bičíkovitý bičík sa môže otáčať tak, aby podporoval pohyb prostredníctvom vývrtky, alebo môžu pôsobiť ako veslá, aby riadili bunky tekutinami.
Bičíky sa vyskytujú v baktériách a niektorých eukaryotoch, ale tieto dva typy bičíkov majú odlišnú štruktúru.
Bakteriálny bičík pomáha prospešným baktériám pohybovať sa v organizme a pomáha pri šírení baktérií spôsobujúcich choroby počas infekcií. Môžu sa presunúť na miesto, kde sa môžu množiť a môžu sa vyhnúť niektorým útokom imunitného systému organizmu. U pokročilých zvierat sa bunky ako spermie pohybujú pomocou bičíka.
V každom prípade pohyb bičíka umožňuje bunke pohybovať sa vo všeobecnom smere.
Štruktúra prokaryotických bunkových bičíkov je jednoduchá
Bičíky pre prokaryoty, ako sú baktérie, sa skladajú z troch častí:
Bičíkové vlákno sa vytvára transportom proteínového flagelínu z bunkových ribozómov cez duté jadro k špičke, kde sa bičíkový kostí prichytáva a spôsobuje rast vlákna. Bazálne telo tvorí motor bičíka a háčik spôsobuje rotácii vývrtku.
Eukaryotické bičíky majú zložitú štruktúru
Pohyb eukaryotických bičíkov a prokaryotických buniek je podobný, ale štruktúra vlákna a mechanizmus rotácie sú rôzne. Bazálne telo eukaryotických bičíkov je ukotvené v tele bunky, ale bičíku chýba tyč a disky. Namiesto toho je vlákno pevné a je vyrobené z páry mikrotubulov.
Rúrky sú usporiadané ako deväť dvojitých rúrok okolo centrálneho páru rúrok v zostave 9 + 2. Rúrky sú vyrobené z lineárne proteínové reťazce okolo dutého stredu. Dvojité trubice majú spoločnú stenu, zatiaľ čo centrálne trubice sú nezávislé.
Proteínové lúče, sekery a spoje sa spájajú s mikrotubulami po celej dĺžke vlákna. Namiesto pohybu vytvoreného na základni rotujúcimi krúžkami, pohyb bičíka pochádza z interakcie mikrotubúl.
Bičíky pracujú rotačným pohybom vlákna
Aj keď bakteriálne bičíky a eukaryotické bunky majú odlišnú štruktúru, obidve pôsobia rotačným pohybom vlákna, aby poháňali bunku alebo pohybovali tekutinami okolo bunky. Kratšie vlákna majú tendenciu sa pohybovať tam a späť, zatiaľ čo dlhšie vlákna budú mať kruhový špirálový pohyb.
V bakteriálnych bičíkoch sa háčik v spodnej časti vlákna otáča, kde je ukotvený k bunkovej stene a plazmatickej membráne. Rotácia háčika má za následok pohyb bičíka podobný vrtuli. U eukaryotických bičíkov je rotačný pohyb spôsobený postupným ohýbaním vlákna.
Výsledný pohyb môže byť okrem rotačného tiež whiplike.
Prokaryotické bičíky baktérií sú poháňané bičíkovým motorom
Pod háčikom bakteriálnych bičíkov je základňa bičíka pripevnená k bunkovej stene a bunkovej plazmatickej membráne radom krúžkov obklopených proteínovými reťazcami. Protónové čerpadlo vytvára protónový gradient cez najnižší z krúžkov a elektrochemický gradient poháňa rotáciu cez a protónová hnacia sila.
Keď sa protóny rozptýlia cez najnižšiu hranicu prstenca v dôsledku sily pôsobiacej na protóny, otáčajú sa krúžky a pripojený hák z nekonečných vlákien. Rotácia v jednom smere vedie k riadenému pohybu baktérie smerom dopredu. Rotácia v opačnom smere spôsobuje, že baktérie sa pohybujú náhodným spôsobom.
Výsledná bakteriálna motilita kombinovaná so zmenou smeru rotácie vytvára druh náhodnej chôdze, ktorá umožňuje bunke pokryť veľa zeme vo všeobecnom smere.
Eukaryotické bičíky Použite ATP na ohýbanie
Dno bičíka eukaryotických buniek je pevne ukotvené k bunkovej membráne a ohýba sa bičík, skôr než sa otáča. Proteínové reťazce sa nazývajú dynein sú pripevnené k niektorým z dvojitých mikrotubulov usporiadaných okolo bičíkových vlákien v radiálnych lúčoch.
Molekuly dyneínu využívajú energiu z adenosintrifosfátu (ATP), molekula na ukladanie energie, ktorá vytvára ohýbací pohyb bičíka.
Molekuly dyneínu spôsobujú ohýbanie bičíkov pohybom mikrotubulov hore a dole proti sebe. Oddeľujú jednu z fosfátových skupín od molekúl ATP a pomocou uvoľnenej chemickej energie chytia jednu z mikrotubúl a posunú ju proti tubulu, ku ktorému sú pripojené.
Koordináciou takejto ohýbacej činnosti môže byť výsledný pohyb vlákna rotačný alebo tam a späť.
Prokaryotické bičíky sú dôležité pre množenie baktérií
Kým baktérie môžu prežiť dlhšiu dobu na čerstvom vzduchu a na pevných povrchoch, rastú a množia sa v tekutinách. Typickým prostredím tekutín sú riešenia bohaté na živiny a interiér pokročilých organizmov.
Mnoho z týchto baktérií, ako sú baktérie v USA vnútornosti zvierat, sú prospešné, musia však byť schopní nájsť potrebné živiny a vyhnúť sa nebezpečným situáciám.
Flagella im umožňuje pohybovať sa smerom k jedlu, od nebezpečných chemikálií a šíriť sa, keď sa množia.
Nie všetky baktérie v čreve sú prospešné. H. pylorije napríklad bičíkovitá baktéria, ktorá spôsobuje žalúdočné vredy. Spolieha sa na bičíky, ktoré sa pohybujú hlienom tráviaceho systému a vyhýbajú sa príliš kyslým oblastiam. Keď nájde priaznivý priestor, rozmnožuje sa a používa bičíky.
Štúdie preukázali, že H. pylori bičíky sú kľúčovým faktorom infekčnosti baktérií.
Súvisiaci článok: Prenos signálu: definícia, funkcia, príklady
Baktérie sa dajú klasifikovať podľa číslo a miesto ich bičíkov. Monotrichous baktérie majú na jednom konci bunky jeden bičík. Lophotrichous baktérie majú na jednom konci banda niekoľkých bičíkov.
Peritrichous baktérie majú bočné bičíky aj bičíky na koncoch bunky Amphitrichous baktérie môžu mať jeden alebo niekoľko bičíkov na oboch koncoch.
Usporiadanie bičíka ovplyvňuje rýchlosť a spôsob pohybu baktérie.
Eukaryotické bunky používajú bičíky na pohyb vo vnútri a von z organizmov
Eukaryotické bunky s jadrom a organelami sa nachádzajú vo vyšších rastlinách a zvieratách, ale tiež ako jednobunkové organizmy. Eukaryotické bičíky používajú primitívne bunky na pohyb, ale vyskytujú sa aj u pokročilých zvierat.
V prípade jednobunkových organizmov sa bičíky používajú na lokalizáciu potravy, na šírenie a na únik z predátorov alebo nepriaznivých podmienok. U pokročilých zvierat používajú špecifické bunky eukaryotické bičíky na špeciálne účely.
Napríklad zelené riasy Chlamydomonas reinhardtii používa dva bičíky rias na pohyb po vode jazier a riek alebo pôdy. Spolieha sa na to, že sa tento pohyb rozšíri po reprodukcii a je široko distribuovaný po celom svete.
U vyšších zvierat je spermie príkladom mobilnej bunky využívajúcej eukaryotický bičík na pohyb. Takto spermie prechádzajú ženským reprodukčným traktom, aby oplodnili vajíčko a začali sexuálnu reprodukciu.