Hücre hareketliliği birçok tek hücreli organizmanın hayatta kalması için önemli bir bileşendir ve daha gelişmiş hayvanlarda da önemli olabilir. Hücreler flagella kullanır hareket yiyecek aramak ve tehlikeden kaçmak için. Kırbaç benzeri kamçı, bir tirbuşon etkisi yoluyla hareketi teşvik etmek için döndürülebilir veya sıvılar aracılığıyla hücreleri sıraya koymak için kürek gibi davranabilir.
Flagella bakterilerde ve bazı ökaryotlarda bulunur, ancak bu iki flagella türü farklı bir yapıya sahiptir.
Bakteri kamçısı, faydalı bakterilerin organizmada hareket etmesine yardımcı olur ve enfeksiyon sırasında hastalığa neden olan bakterilerin yayılmasına yardımcı olur. Çoğalabilecekleri yere gidebilirler ve organizmanın bağışıklık sisteminden gelen bazı saldırılardan kaçınabilirler. Gelişmiş hayvanlar için, sperm gibi hücreler bir kamçı yardımıyla hareket eder.
Her durumda, kamçının hareketi, hücrenin genel bir yönde hareket etmesine izin verir.
Prokaryotik Hücre Flagella'nın Yapısı Basittir
için kamçı prokaryotlar bakteriler gibi üç kısımdan oluşur:
- filament flagellum adı verilen flagellar proteinden yapılmış içi boş bir tüptür. kamçılı.
- Filamentin tabanında bir esnek kanca filamanı tabana bağlayan ve evrensel bir eklem görevi gören.
- bazal vücut kamçıyı hücre duvarına ve plazma zarına sabitleyen bir çubuk ve bir dizi halkadan oluşur.
Flagellar filament, protein flagellini'nin hücre ribozomlarından içi boş çekirdek boyunca flagellinin eklendiği ve filamentin büyümesini sağladığı uca taşınmasıyla oluşturulur. Bazal gövde oluşturur motor kamçı ve kanca rotasyona bir tirbuşon etkisi verir.
Ökaryotik Flagella Karmaşık Bir Yapıya Sahiptir
hareketi ökaryotik flagella ve prokaryotik hücrelerinki benzerdir, ancak filamentin yapısı ve dönme mekanizması farklıdır. Ökaryotik kamçının bazal gövdesi hücre gövdesine sabitlenmiştir, ancak kamçıda bir çubuk ve disk yoktur. Bunun yerine, filaman katıdır ve mikrotübül çiftleri.
Tüpler, 9 + 2 düzeninde merkezi bir tüp çifti etrafında dokuz çift tüp olarak düzenlenmiştir. Tübüller oluşur doğrusal protein dizileri içi boş bir merkezin etrafında. Çift borular ortak bir duvarı paylaşırken, merkezi borular bağımsızdır.
Protein telleri, eksenler ve bağlantılar mikrotübüller filamentin uzunluğu boyunca. Dönen halkalar tarafından tabanda oluşturulan bir hareket yerine, kamçı hareketi mikrotübüllerin etkileşiminden gelir.
Flamanın Dönme Hareketi ile Flagella Çalışması
Bakteri kamçısı ve ökaryotik hücrelerinki farklı bir yapıya sahip olsa da, her ikisi de hücreyi itmek veya sıvıları hücrenin ötesine taşımak için filamentin dönme hareketiyle çalışır. Daha kısa filamentler ileri geri hareket etme eğilimindeyken, daha uzun filamentler dairesel bir spiral harekete sahip olacaktır.
Bakteri kamçısında, filamentin alt kısmındaki kanca, filamente sabitlendiği yerde döner. hücre çeperi ve hücre zarı. Kancanın dönüşü, kamçının pervane benzeri bir hareketine neden olur. Ökaryotik flagellada, dönme hareketi filamentin sıralı bükülmesinden kaynaklanır.
Ortaya çıkan hareket, dönmeye ek olarak kırbaç gibi olabilir.
Bakterilerin Prokaryotik Flagella'sı Bir Flagellar Motor ile Güçlendirilir
Bakteri kamçısının kancası altında, kamçının tabanı, protein zincirleriyle çevrili bir dizi halka ile hücre duvarına ve hücrenin plazma zarına bağlanır. Bir proton pompası, halkaların en alt kısmında bir proton gradyanı oluşturur ve elektrokimyasal gradyan, bir proton hareket kuvveti.
Protonlar, proton hareket kuvveti nedeniyle en alt halka sınırı boyunca difüze olduğunda, halka döner ve bağlı filament kancası döner. Bir yönde dönüş, bakterinin kontrollü bir ileri hareketi ile sonuçlanır. Diğer yönde dönüş, bakterilerin rastgele yuvarlanma tarzında hareket etmesini sağlar.
Dönme yönündeki değişiklikle birlikte ortaya çıkan bakteri hareketliliği, hücrenin genel bir yönde çok fazla alanı kaplamasına izin veren bir tür rastgele yürüyüş üretir.
Ökaryotik Flagella Bükmek İçin ATP Kullanıyor
Ökaryotik hücrelerin kamçısının tabanı sıkıca sabitlenmiştir. hücre zarı ve kamçı döndürmek yerine bükülür. Protein zincirleri denir dinein radyal tellerde flagella filamentlerinin etrafında düzenlenmiş çift mikrotübüllerin bazılarına bağlanır.
Dynein molekülleri enerjiyi kullanır. adenozin trifosfat (ATP)kamçıda bükülme hareketi üretmek için bir enerji depolama molekülü.
Dynein molekülleri, mikrotübülleri birbirine karşı yukarı ve aşağı hareket ettirerek kamçının bükülmesini sağlar. Fosfat gruplarından birini ATP moleküllerinden ayırırlar ve serbest kalan kimyasal enerjiyi mikrotübüllerden birini tutup bağlı oldukları tübüle doğru hareket ettirmek için kullanırlar.
Bu tür bükülme hareketini koordine ederek, ortaya çıkan filament hareketi dönme veya ileri geri olabilir.
Prokaryotik Flagella Bakteriyel Yayılım İçin Önemlidir
Bakteriler açık havada ve katı yüzeylerde uzun süre hayatta kalabilirken, sıvılarda çoğalır ve çoğalırlar. Tipik sıvı ortamları, besin açısından zengin çözümler ve gelişmiş organizmaların içidir.
Bu bakterilerin çoğu, örneğin hayvanların bağırsakları, faydalıdır, ancak ihtiyaç duydukları besinleri bulabilmeleri ve tehlikeli durumlardan kaçınabilmeleri gerekir.
Flagella, tehlikeli kimyasallardan uzaklaşarak yiyeceklere doğru hareket etmelerine ve çoğaldıklarında yayılmalarına izin verir.
Bağırsaktaki tüm bakteriler faydalı değildir. H. piloriörneğin, mide ülserlerine neden olan kamçılı bir bakteridir. Sindirim sistemi mukusunda hareket etmek ve çok asitli alanlardan kaçınmak için flagellaya güvenir. Uygun bir yer bulduğunda çoğalır ve yayılmak için flagella kullanır.
Çalışmalar göstermiştir ki, H. pilori Flagella, bakterilerin bulaşıcılığında önemli bir faktördür.
İlgili makale: Sinyal İletimi: Tanım, İşlev, Örnekler
Bakteriler şu şekilde sınıflandırılabilir: numara ve konum onların flagella'sı. monotrik bakteri hücrenin bir ucunda tek bir kamçıya sahiptir. Lofotrik bakterilerin bir ucunda birkaç flagella demeti bulunur.
peritriköz bakteri hücrenin uçlarında hem yan kamçı hem de kamçıya sahiptir. amfitrik bakterilerin her iki ucunda bir veya birkaç kamçı bulunabilir.
Flagellanın düzeni, bakterinin ne kadar hızlı ve ne şekilde hareket edebileceğini etkiler.
Ökaryotik Hücreler, Organizmaların İçinde ve Dışında Hareket Etmek İçin Flagella'yı Kullanır
Çekirdeği olan ökaryot hücreler ve organeller daha yüksek bitki ve hayvanlarda bulunur, aynı zamanda tek hücreli organizmalar olarak da bulunur. Ökaryotik flagella, ilkel hücreler tarafından hareket etmek için kullanılır, ancak gelişmiş hayvanlarda da bulunabilirler.
Tek hücreli organizmalar söz konusu olduğunda, kamçılar yiyecekleri bulmak, yaymak ve yırtıcılardan veya olumsuz koşullardan kaçmak için kullanılır. Gelişmiş hayvanlarda, belirli hücreler özel amaçlar için ökaryotik bir flagellum kullanır.
Örneğin, yeşil algChlamydomonas reinhardtii göllerin ve nehirlerin sularında veya toprakta hareket etmek için iki alg kamçısı kullanır. Çoğaldıktan sonra yayılmak için bu harekete dayanır ve dünya çapında yaygın olarak dağıtılır.
Daha yüksek hayvanlarda, sperm hücresi hareket için ökaryotik flagellum kullanan bir mobil hücre örneğidir. Sperm, yumurtayı döllemek ve cinsel üremeye başlamak için dişi üreme yolundan bu şekilde geçer.