Flagella: ტიპები, ფუნქცია და სტრუქტურა

უჯრედების მობილობა მრავალი ერთუჯრედიანი ორგანიზმისთვის გადარჩენის ძირითადი კომპონენტია და ის შეიძლება მნიშვნელოვანი იყოს უფრო მოწინავე ცხოველებშიც. უჯრედები იყენებენ flagella– ს გადაადგილება სურსათის ძებნა და საფრთხისგან თავის დაღწევა. Whiplike flagella შეიძლება გადატრიალდეს, რათა ხელი შეუწყოს მოძრაობას საცურაო ხრახნის ეფექტით, ან მათ შეუძლიათ იმოქმედონ ნიჩბების მსგავსად უჯრედების სითხის საშუალებით

Flagella გვხვდება ბაქტერიებში და ზოგიერთ ეუკარიოტში, მაგრამ ამ ორი ტიპის flagella- ს განსხვავებული სტრუქტურა აქვს.

ბაქტერიული flagellum ეხმარება სასარგებლო ბაქტერიებს ორგანიზმში გადაადგილებაში და ხელს უწყობს დაავადების გამომწვევი ბაქტერიების გავრცელებას ინფექციების დროს. მათ შეუძლიათ გადაადგილდნენ იქ, სადაც შეიძლება გამრავლდნენ და თავიდან აიცილონ ორგანიზმის იმუნური სისტემის ზოგიერთი შეტევა. მოწინავე ცხოველებისთვის, ისეთი უჯრედები, როგორიცაა სპერმატოზოიდები, მოძრაობენ flagellum– ის დახმარებით.

თითოეულ შემთხვევაში, ქერტლის მოძრაობა საშუალებას აძლევს უჯრედს, გადაადგილდეს ზოგადი მიმართულებით.

ფლაგელასთვის პროკარიოტები მაგალითად, ბაქტერიები სამი ნაწილისგან შედგება:

1. ძაფი flagellum არის ღრუ მილი, რომელიც დამზადებულია flagellar ცილისგან, ე.წ. ფლაგელინი.
2. ძაფის ძირში არის ა მოქნილი კაკალი რომ ძაფი აკავშირებს ძირთან და მოქმედებს როგორც უნივერსალური სახსარი.
3.  ბაზალური სხეული შედგება ჯოხისა და რგოლების სერიისაგან, რომლებიც წამსვე უდევს უჯრედის კედელს და პლაზმურ მემბრანს.

ქერტლის ძაფი იქმნება უჯრედის რიბოსომებიდან ცილოვანი ფლაგელინის გადატანის შედეგად ღრუ ბირთვში იმ მწვერვალზე, სადაც ფლაგელინი ემაგრება და ძაფს ზრდის. ბაზალური სხეული ქმნის საავტომობილო flagellum, და Hook აძლევს როტაციას corkcrew ეფექტი.

შუამდგომლობა ეუკარიოტული flagella და პროკარიოტული უჯრედები მსგავსია, მაგრამ ძაფის სტრუქტურა და როტაციის მექანიზმი განსხვავებულია. ეუკარიოტული flagella– ს ბაზალური სხეული უჯრედის სხეულზეა მიჯაჭვული, მაგრამ flagellum– ს აკლია ჯოხი და დისკები. ამის ნაცვლად, ძაფი მყარია და შედგება მიკროტუბულების წყვილი.

მილაკები განლაგებულია ცხრა ორმაგი მილის სახით მილების ცენტრალური წყვილის გარშემო 9 + 2 ფორმირებით. მილაკები შედგება ხაზოვანი ცილის სიმები ღრუ ცენტრის გარშემო. ორმაგი მილები საერთო კედელზეა, ხოლო ცენტრალური მილები დამოუკიდებელია.

ცილის სპიკები, ცულები და ბმულები უერთდება მას მიკროტუბულები ძაფის სიგრძეზე. ძირში მოძრავი რგოლების მიერ შექმნილი მოძრაობის ნაცვლად, flagellum მოძრაობა მიკროტუბულების ურთიერთქმედების შედეგად მოდის.

მიუხედავად იმისა, რომ ბაქტერიული ფანტელები და ეუკარიოტული უჯრედები განსხვავებული სტრუქტურაა, ისინი ორივე მუშაობენ ძაფის ბრუნვითი მოძრაობით უჯრედის წინსვლისთვის ან უჯრედისით გადაადგილდებიან სითხეები. უფრო მოკლე ძაფებს სურს წინ და უკან გადაადგილება, ხოლო უფრო გრძელი ძაფების წრიული მოძრაობა.

ბაქტერიული flagella- ში, ძაფის ძირში არსებული კაკალი ბრუნავს იქ, სადაც იგი მიჯაჭვულია უჯრედის კედელი და პლაზმური მემბრანა. კაკლის როტაციის შედეგად ხდება flagella- ს პროპელერის მსგავსი მოძრაობა. ეუკარიოტული ფლაგელაში ბრუნვითი მოძრაობა განპირობებულია ძაფის თანმიმდევრული მოხრით.

შედეგად მოძრაობა როტაციის გარდა შეიძლება იყოს whiplike.

ბაქტერიული flagella– ს კაუჭის ქვეშ, ფლაგელის ფუძე ერთვის უჯრედის კედელს და უჯრედის პლაზმურ მემბრანს ცილების ჯაჭვებით გარშემორტყმული რგოლების სერიით. პროტონის ტუმბო ქმნის პროტონის გრადიენტს ყველაზე დაბალი რგოლების გასწვრივ და ელექტროქიმიური გრადიენტის სიმძლავრეები ბრუნავს პროტონის მამოძრავებელი ძალა.

როდესაც პროტონები პროტონის მამოძრავებელი ძალის გამო დიფუზირდება ბეჭდის ყველაზე დაბალ საზღვარზე, ბეჭედი ტრიალებს და მიმაგრებული ძაფის კაკალი ბრუნავს. ერთი მიმართულებით ბრუნვის შედეგად ხდება ბაქტერიის კონტროლირებადი წინსვლა. სხვა მიმართულებით ბრუნვა ბაქტერიებს შემთხვევითი ჩამონგრევის რეჟიმში მოძრაობს.

შედეგად მიღებული ბაქტერიული მოძრაობა, როტაციის მიმართულების შეცვლასთან ერთად წარმოქმნის ერთგვარ შემთხვევით სიარულს, რომელიც საშუალებას აძლევს უჯრედს დაფაროს ბევრი მიწა ზოგადი მიმართულებით.

ეუკარიოტული უჯრედების ფლაგელის ფუძე მყარად არის მიჯაჭვული მასთან უჯრედის მემბრანა და flagella წარმართონ ვიდრე როტაცია. ცილოვანი ჯაჭვები ე.წ. დინეინი თან ერთვის ზოგიერთ ორმაგ მიკროტუბულს, რომლებიც განლაგებულია სელის რადიუსებში, flagella– ს ძაფების გარშემო.

დინეინის მოლეკულები იყენებენ ენერგიას ადენოზინტრიფოსფატი (ATP), ენერგიის შესანახი მოლეკულა, რომ წარმოქმნას მოქნილი მოძრაობა დროშაში.

დინეინის მოლეკულები ქმნიან flagella- ს მოსახვევს მიკროტუბულების გადაადგილებით ერთმანეთის ზემოთ და ქვემოთ. ისინი გამოყოფენ ერთ – ერთ ფოსფატის ჯგუფს ATP– ს მოლეკულებს და იყენებენ გამოთავისუფლებულ ქიმიურ ენერგიას, რომ აითვისონ რომელიმე მიკროტუბული და გადაადგილდნენ მილის მიდამოზე, რომელზეც ისინი ერთვის.

ამგვარი მოსახვევის მოქმედების კოორდინაციით, შედეგად ძაფის მოძრაობა შეიძლება იყოს მბრუნავი ან წინ და უკან.

მიუხედავად იმისა, რომ ბაქტერიას შეუძლია გადარჩეს ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში ღია ცის ქვეშ და მყარ ზედაპირებზე, ისინი იზრდება და მრავლდება სითხეებში. ტიპიური სითხის გარემოა საკვები ნივთიერებებით მდიდარი ხსნარები და მოწინავე ორგანიზმების ინტერიერი.

ამ ბაქტერიებიდან ბევრი, მაგალითად, ბაქტერიებში ცხოველების ნაწლავისასარგებლოა, მაგრამ მათ უნდა შეძლონ საჭირო ნივთიერებების პოვნა და საშიში სიტუაციების თავიდან აცილება.

Flagella საშუალებას აძლევს მათ გადაადგილდნენ საკვებისკენ, დაშორდნენ საშიში ქიმიკატებისგან და გავრცელდნენ გამრავლებისას.

ნაწლავში ყველა ბაქტერია არ არის სასარგებლო. ჰ. პილორიმაგალითად, არის flagellated ბაქტერია, რომელიც იწვევს კუჭის წყლულს. იგი ეყრდნობა flagella- ს საჭმლის მომნელებელი სისტემის ლორწოს გადაადგილებას და თავიდან აცილებას ძალიან მჟავე ადგილებს. როდესაც ის ხელსაყრელ ადგილს იპოვის, ის მრავლდება და ფანტელებით სარგებლობს.

კვლევებმა აჩვენა, რომ ჰ. პილორი flagella წარმოადგენს ბაქტერიების ინფექციურობის მნიშვნელოვან ფაქტორს.

დაკავშირებული სტატია: სიგნალის გადაცემა: განმარტება, ფუნქცია, მაგალითები

ბაქტერიების კლასიფიკაცია შესაძლებელია შესაბამისად ნომერი და ადგილმდებარეობა მათი flagella. ერთფეროვანი ბაქტერიებს უჯრედის ერთ ბოლოში აქვთ ერთი flagellum. ლოფოტრიკული ბაქტერიებს ერთ ბოლოში აქვთ რამდენიმე ქერი.

პერიტრიკული ხოლო ბაქტერიებს აქვთ გვერდითი ფანტელები და flagella უჯრედის ბოლოებში, ხოლო ამფითრიკული ბაქტერიას შეიძლება ჰქონდეს ერთი ან რამდენიმე flagella ორივე ბოლოში.

ფანტელების განლაგება გავლენას ახდენს იმაზე, თუ რამდენად სწრაფად და რა გზით შეუძლია ბაქტერიას გადაადგილება.

ეუკარიოტული უჯრედები ბირთვით და ორგანელები გვხვდება მაღალ მცენარეებსა და ცხოველებში, მაგრამ აგრეთვე როგორც ერთუჯრედიან ორგანიზმებს. ევკარიოტული ფანტელები გამოიყენება პრიმიტიული უჯრედების მიერ გადაადგილებისთვის, მაგრამ მათი პოვნა შესაძლებელია მოწინავე ცხოველებშიც.

ერთუჯრედიანი ორგანიზმების შემთხვევაში, flagella გამოიყენება საკვების დასადგენად, გასავრცელებლად და მტაცებლებისგან ან არახელსაყრელი პირობებისგან თავის დასაღწევად. მოწინავე ცხოველებში სპეციფიკური უჯრედები სპეციალური მიზნებისთვის იყენებენ ეუკარიოტულ დროშას.

მაგალითად, მწვანე წყალმცენარეებიChlamydomonas reinhardtii იყენებს წყალმცენარეების ორ დროშას ტბებისა და მდინარეების ან ნიადაგის წყალში გადასაადგილებლად. იგი ემყარება ამ მოძრაობას, რომელიც გავრცელდება გამრავლების შემდეგ და ფართოდ არის გავრცელებული მთელს მსოფლიოში.

მაღალ ცხოველებში სპერმის უჯრედი არის მოძრავი უჯრედის მაგალითი, რომელიც იყენებს ეუკარიოტულ ფლაგელუმს მოძრაობისთვის. ასე მოძრაობენ სპერმები ქალის რეპროდუქციულ ტრაქტში კვერცხუჯრედის განაყოფიერებისთვის და სქესობრივი გამრავლების დასაწყებად.