Flagela: Jenis, Fungsi & Struktur

Mobilitas sel merupakan komponen kunci untuk kelangsungan hidup bagi banyak organisme sel tunggal, dan dapat menjadi penting dalam hewan yang lebih maju juga. Sel menggunakan flagela untuk daya penggerak untuk mencari makanan dan menghindari bahaya. Flagela mirip cambuk dapat diputar untuk mendorong gerakan melalui efek pembuka botol, atau mereka dapat bertindak seperti dayung untuk mendayung sel melalui cairan.

Flagela ditemukan pada bakteri dan pada beberapa eukariota, tetapi kedua jenis flagela tersebut memiliki struktur yang berbeda.

Flagel bakteri membantu bakteri menguntungkan bergerak melalui organisme dan membantu bakteri penyebab penyakit menyebar selama infeksi. Mereka dapat pindah ke tempat mereka dapat berkembang biak, dan mereka dapat menghindari beberapa serangan dari sistem kekebalan organisme. Untuk hewan tingkat lanjut, sel seperti sperma bergerak dengan bantuan flagel.

Dalam setiap kasus, gerakan flagela memungkinkan sel untuk bergerak ke arah yang umum.

Flagela untuk prokariota seperti bakteri terdiri dari tiga bagian:

1. Itu filamen flagel adalah tabung berongga yang terbuat dari protein flagela yang disebut flagelin.
2. Di dasar filamen adalah kait fleksibel yang memasangkan filamen ke dasar dan bertindak sebagai sambungan universal.
3. Itu tubuh dasar terdiri dari batang dan serangkaian cincin yang menambatkan flagel ke dinding sel dan membran plasma.

Filamen flagela dibuat dengan mengangkut protein flagelin dari ribosom sel melalui inti berongga ke ujung di mana flagelin menempel dan membuat filamen tumbuh. Badan basal membentuk motor flagel, dan kail memberikan efek pembuka botol pada putaran.

Gerakan dari eukariotik flagela dan sel prokariotik serupa, tetapi struktur filamen dan mekanisme rotasinya berbeda. Badan basal flagela eukariotik berlabuh ke badan sel, tetapi flagel tidak memiliki batang dan cakram. Sebaliknya, filamen padat dan terdiri dari: pasangan mikrotubulus.

Tubulus disusun sebagai sembilan tabung ganda di sekitar sepasang tabung pusat dalam formasi 9 + 2. Tubulus terdiri dari string protein linier sekitar pusat berongga. Tabung ganda berbagi dinding yang sama sementara tabung pusat independen.

Jari-jari protein, sumbu, dan tautan bergabung dengan mikrotubulus sepanjang filamen. Alih-alih gerakan yang dibuat di pangkalan dengan memutar cincin, gerakan flagel berasal dari interaksi mikrotubulus.

Meskipun flagela bakteri dan sel eukariotik memiliki struktur yang berbeda, keduanya bekerja melalui gerakan rotasi filamen untuk mendorong sel atau memindahkan cairan melewati sel. Filamen yang lebih pendek akan cenderung bergerak maju mundur sementara filamen yang lebih panjang akan memiliki gerakan spiral melingkar.

Pada flagela bakteri, kait di bagian bawah filamen berputar di mana ia berlabuh ke dinding sel dan membran plasma. Rotasi kait menghasilkan gerakan flagela seperti baling-baling. Pada flagela eukariotik, gerakan rotasi disebabkan oleh pembengkokan filamen secara berurutan.

Gerakan yang dihasilkan bisa berupa cambuk selain rotasi.

Di bawah kait flagela bakteri, dasar flagel melekat pada dinding sel dan membran plasma sel oleh serangkaian cincin yang dikelilingi oleh rantai protein. Sebuah pompa proton menciptakan gradien proton di bagian bawah cincin, dan gradien elektrokimia menggerakkan rotasi melalui a kekuatan gerak proton.

Ketika proton berdifusi melintasi batas cincin terendah karena gaya gerak proton, cincin berputar dan kait filamen yang terpasang berputar. Rotasi dalam satu arah menghasilkan gerakan maju yang terkontrol dari bakteri. Rotasi ke arah lain membuat bakteri bergerak secara acak.

Motilitas bakteri yang dihasilkan dikombinasikan dengan perubahan arah rotasi menghasilkan semacam jalan acak yang memungkinkan sel untuk menutupi banyak tanah dalam arah umum.

Dasar flagel sel eukariotik melekat kuat pada membran sel dan flagela menekuk daripada memutar. Rantai protein disebut dynein melekat pada beberapa mikrotubulus ganda diatur di sekitar filamen flagela di jari-jari radial.

Molekul dynein menggunakan energi dari adenosin trifosfat (ATP), sebuah molekul penyimpan energi, untuk menghasilkan gerakan menekuk pada flagela.

Molekul dynein membuat flagela menekuk dengan menggerakkan mikrotubulus ke atas dan ke bawah terhadap satu sama lain. Mereka melepaskan salah satu gugus fosfat dari molekul ATP dan menggunakan energi kimia yang dibebaskan untuk mengambil salah satu mikrotubulus dan memindahkannya ke tubulus tempat mereka melekat.

Dengan mengoordinasikan aksi pembengkokan tersebut, gerakan filamen yang dihasilkan dapat berupa rotasi atau bolak-balik.

Sementara bakteri dapat bertahan hidup untuk waktu yang lama di udara terbuka dan pada permukaan padat, mereka tumbuh dan berkembang biak dalam cairan. Lingkungan cairan yang khas adalah larutan kaya nutrisi dan interior organisme tingkat lanjut.

Banyak dari bakteri ini, seperti yang ada di usus binatang, bermanfaat, tetapi mereka harus dapat menemukan nutrisi yang mereka butuhkan dan menghindari situasi berbahaya.

Flagela memungkinkan mereka untuk bergerak menuju makanan, jauh dari bahan kimia berbahaya dan menyebar ketika mereka berkembang biak.

Tidak semua bakteri di usus bermanfaat. H pilorus, misalnya, adalah bakteri berflagel yang menyebabkan sakit maag. Itu bergantung pada flagela untuk bergerak melalui lendir sistem pencernaan dan menghindari area yang terlalu asam. Ketika menemukan ruang yang menguntungkan, ia berkembang biak dan menggunakan flagela untuk menyebar.

Studi telah menunjukkan bahwa H pilorus flagela adalah faktor kunci dalam infeksi bakteri.

Artikel terkait: Transduksi Sinyal: Definisi, Fungsi, Contoh

Bakteri dapat diklasifikasikan menurut nomor dan lokasi dari flagela mereka. Monotrik bakteri memiliki flagel tunggal di salah satu ujung sel. Lofotrik bakteri memiliki sekelompok beberapa flagela di salah satu ujungnya.

Peritrik bakteri memiliki flagela lateral dan flagela di ujung sel sementara amfitrik bakteri dapat memiliki satu atau beberapa flagela di kedua ujungnya.

Susunan flagela mempengaruhi seberapa cepat dan dengan cara apa bakteri dapat bergerak.

Sel eukariotik dengan nukleus dan organel ditemukan pada tumbuhan dan hewan tingkat tinggi tetapi juga sebagai organisme bersel tunggal. Flagela eukariotik digunakan oleh sel primitif untuk bergerak, tetapi mereka juga dapat ditemukan pada hewan tingkat lanjut.

Dalam kasus organisme sel tunggal, flagela digunakan untuk mencari makanan, menyebar dan melarikan diri dari pemangsa atau kondisi yang tidak menguntungkan. Pada hewan tingkat lanjut, sel tertentu menggunakan flagel eukariotik untuk tujuan khusus.

Misalnya, ganggang hijauChlamydomonas reinhardtii menggunakan dua flagela alga untuk bergerak melalui air danau dan sungai atau tanah. Itu bergantung pada gerakan ini untuk menyebar setelah bereproduksi dan didistribusikan secara luas di seluruh dunia.

Pada hewan tingkat tinggi, sel sperma adalah contoh sel bergerak yang menggunakan flagel eukariotik untuk bergerak. Ini adalah bagaimana sperma bergerak melalui saluran reproduksi wanita untuk membuahi sel telur dan memulai reproduksi seksual.