Zawartość
- Struktura wici komórek prokariotycznych jest prosta
- Wici eukariotyczne mają złożoną strukturę
- Wici działają poprzez ruch obrotowy włókna
- Prokariotyczna wici bakterii zasilana jest przez silnik wiciowy
- Wici eukariotyczne Użyj ATP do zgięcia
- Wici prokariotyczne są ważne dla rozmnażania bakterii
- Komórki eukariotyczne używają wici do poruszania się wewnątrz i na zewnątrz organizmów
Mobilność komórek jest kluczowym składnikiem przeżycia wielu organizmów jednokomórkowych i może być ważna również u bardziej zaawansowanych zwierząt. Komórki używają wici do lokomocja szukać jedzenia i uniknąć niebezpieczeństwa. Wici przypominające bicze można obracać w celu przyspieszenia ruchu za pomocą efektu korkociągu lub mogą one działać jak wiosła, aby poprowadzić komórki przez ciecze.
Wici znajdują się w bakteriach i niektórych eukariotach, ale te dwa rodzaje wici mają inną strukturę.
Wici bakteryjne pomagają pożytecznym bakteriom przenikać przez organizm i pomagają bakteriom chorobotwórczym rozprzestrzeniać się podczas infekcji. Mogą przenieść się tam, gdzie mogą się rozmnażać, i mogą uniknąć niektórych ataków ze strony układu odpornościowego organizmu. W przypadku zaawansowanych zwierząt komórki, takie jak plemniki, poruszają się za pomocą wici.
W każdym przypadku ruch wici pozwala komórce poruszać się w ogólnym kierunku.
Struktura wici komórek prokariotycznych jest prosta
Wici dla prokariotów, takich jak bakterie, składają się z trzech części:
Włókno wiciowe powstaje przez transportowanie białkowej flageliny z rybosomów komórkowych przez pusty rdzeń do końcówki, gdzie przyczepia się flagelina i powoduje wzrost włókna. Ciało podstawowe tworzy silnik wici, a haczyk daje obrót efekt korkociągu.
Wici eukariotyczne mają złożoną strukturę
Ruch wici eukariotycznej i komórek prokariotycznych jest podobny, ale struktura filamentu i mechanizm obrotu są różne. Podstawowy korpus eukariotycznej wici jest zakotwiczony w ciele komórki, ale wici nie ma pręta i dysków. Zamiast tego filament jest solidny i składa się z pary mikrotubul.
Rurki są ułożone jako dziewięć podwójnych rurek wokół centralnej pary rurek w układzie 9 + 2. Rurki składają się z liniowe łańcuchy białkowe wokół pustego środka. Podwójne rury mają wspólną ścianę, podczas gdy rury centralne są niezależne.
Białkowe szprychy, osie i ogniwa łączą mikrotubule wzdłuż długości filamentu. Zamiast ruchu tworzonego u podstawy przez obracające się pierścienie, ruch wici pochodzi z interakcji mikrotubul.
Wici działają poprzez ruch obrotowy włókna
Chociaż wici bakteryjne i komórki eukariotyczne mają inną strukturę, oba działają poprzez ruch obrotowy włókna w celu napędzania komórki lub przemieszczania płynów poza komórkę. Krótsze włókna będą miały tendencję do przesuwania się do przodu i do tyłu, podczas gdy dłuższe włókna będą miały kołowy ruch spiralny.
W wici bakteryjnej haczyk na dole filamentu obraca się tam, gdzie jest zakotwiczony do ściany komórkowej i błony plazmatycznej. Obrót haka powoduje ruch wici podobny do śmigła. W wici eukariotycznej ruch obrotowy wynika z sekwencyjnego zginania filamentu.
Powstały ruch może być biczem oprócz obrotu.
Prokariotyczna wici bakterii zasilana jest przez silnik wiciowy
Pod haczykiem bakteryjnej wici podstawa wici jest przymocowana do ściany komórkowej i błony komórkowej osocza za pomocą szeregu pierścieni otoczonych łańcuchami białkowymi. Pompa protonowa tworzy gradient protonu na najniższym z pierścieni, a gradient elektrochemiczny napędza obrót przez a protonowa siła napędowa.
Kiedy protony dyfundują przez najniższą granicę pierścienia z powodu siły napędowej protonu, pierścień wiruje, a dołączony hak filamentu obraca się. Obrót w jednym kierunku powoduje kontrolowany ruch bakterii do przodu. Obrót w innym kierunku powoduje, że bakterie poruszają się w sposób przypadkowy.
Wynikająca z tego ruchliwość bakteryjna w połączeniu ze zmianą kierunku obrotu wytwarza rodzaj przypadkowego spaceru, który pozwala komórce pokryć dużo ziemi w ogólnym kierunku.
Wici eukariotyczne Użyj ATP do zgięcia
Podstawa wici komórek eukariotycznych jest mocno zakotwiczona w błonie komórkowej, a wici wyginają się, a nie obracają. Łańcuchy białkowe nazywane dyneina są przymocowane do niektórych podwójnych mikrotubul rozmieszczonych wokół włókien wici w szprychach promieniowych.
Cząsteczki dyneiny zużywają energię adenozynotrifosforan (ATP), cząsteczka magazynująca energię, do wytwarzania ruchu zginania wici.
Cząsteczki dyneiny powodują zginanie wici, przesuwając mikrotubule w górę iw dół względem siebie. Odłączają jedną z grup fosforanowych od cząsteczek ATP i wykorzystują uwolnioną energię chemiczną, aby złapać jeden z mikrotubul i przesunąć go o rurkę, do której są przyłączone.
Koordynując takie działanie zginające, wynikowy ruch żarnika może być obrotowy lub do przodu i do tyłu.
Wici prokariotyczne są ważne dla rozmnażania bakterii
Podczas gdy bakterie mogą przetrwać przez dłuższy czas na otwartym powietrzu i na twardych powierzchniach, rosną i namnażają się w płynach. Typowe środowiska płynne to bogate w składniki odżywcze rozwiązania i wnętrze zaawansowanych organizmów.
Wiele z tych bakterii, takich jak te w jelito zwierząt, są korzystne, ale muszą być w stanie znaleźć potrzebne składniki odżywcze i unikać niebezpiecznych sytuacji.
Wici pozwalają im przemieszczać się w kierunku żywności, z dala od niebezpiecznych chemikaliów i rozprzestrzeniać się, gdy się rozmnażają.
Nie wszystkie bakterie w jelitach są korzystne. H. pylori, na przykład, jest bakterią wiciową, która powoduje wrzody żołądka. Opiera się na wici, aby poruszać się przez śluz układu pokarmowego i unikać obszarów, które są zbyt kwaśne. Kiedy znajdzie odpowiednią przestrzeń, mnoży się i używa wici, aby się rozłożyć.
Badania wykazały, że H. pylori wici są kluczowym czynnikiem zakaźności bakterii.
Powiązany artykuł: Przetwarzanie sygnału: definicja, funkcja, przykłady
Bakterie można sklasyfikować zgodnie z numer i lokalizacja ich wici. Monotrichiczny bakterie mają pojedynczy wici na jednym końcu komórki. Lophotrichous bakterie mają wiązkę kilku wici na jednym końcu.
Peritrichous bakterie mają jednocześnie boczne wici i wici na końcach komórki amfitrichiczny bakterie mogą mieć jedną lub kilka wici na obu końcach.
Rozmieszczenie wici wpływa na szybkość i sposób poruszania się bakterii.
Komórki eukariotyczne używają wici do poruszania się wewnątrz i na zewnątrz organizmów
Komórki eukariotyczne z jądrem i organellami znajdują się w wyższych roślinach i zwierzętach, ale także jako organizmy jednokomórkowe. Wici eukariotyczne wykorzystywane są przez prymitywne komórki do poruszania się, ale można je również znaleźć u zaawansowanych zwierząt.
W przypadku organizmów jednokomórkowych wici służą do lokalizowania pokarmu, rozprzestrzeniania się i ucieczki przed drapieżnikami lub niekorzystnymi warunkami. U zaawansowanych zwierząt określone komórki używają wici eukariotycznej do specjalnych celów.
Na przykład zielone glony Chlamydomonas reinhardtii wykorzystuje dwie wici algowe do poruszania się w wodzie jezior i rzek lub gleby. Polega on na tym, że ten ruch rozprzestrzenia się po odtworzeniu i jest szeroko rozpowszechniony na całym świecie.
U wyższych zwierząt komórka nasienia jest przykładem komórki ruchomej wykorzystującej wici eukariotyczną do ruchu. W ten sposób plemniki przemieszczają się przez żeńskie drogi rozrodcze w celu zapłodnienia komórki jajowej i rozpoczęcia rozmnażania płciowego.