コンテンツ
- 原核細胞の鞭毛の構造は単純です
- 真核生物の鞭毛は複雑な構造をしています
- フィラメントの回転運動による鞭毛の働き
- 細菌の原核生物べん毛はべん毛モーターを動力としている
- 真核生物の鞭毛はATPを使用して曲げます
- 原核生物の鞭毛は細菌の繁殖に重要です
- 真核細胞は鞭毛を使用して生物の内外を移動します
細胞の可動性は、多くの単細胞生物の生存にとって重要な要素であり、より高度な動物でも同様に重要です。細胞は鞭毛を使用して 移動 食べ物を探し、危険から逃れるために。鞭のようなべん毛は、コルク抜き効果によって動きを促進するために回転させることができます。または、液体の中で細胞をrowぐオールのように振る舞うことができます。
べん毛は細菌や真核生物に見られますが、これらの2種類のべん毛は構造が異なります。
細菌の鞭毛は、有益な細菌が生体内を移動するのを助け、感染中に病気を引き起こす細菌が広がるのを助けます。彼らは増殖できる場所に移動することができ、生物の免疫系からの攻撃の一部を回避することができます。高度な動物の場合、精子などの細胞は鞭毛の助けを借りて動きます。
いずれの場合も、鞭毛の動きにより、細胞は一般的な方向に動くことができます。
原核細胞の鞭毛の構造は単純です
細菌などの原核生物の鞭毛は、3つの部分で構成されています。
べん毛フィラメントは、タンパク質のフラジェリンを細胞リボソームから中空のコアを介して、フラジェリンが付着してフィラメントを成長させる先端まで輸送することによって作成されます。基礎体は モーター 鞭毛の、そしてフックは回転にコルク抜き効果を与えます。
真核生物の鞭毛は複雑な構造をしています
真核生物の鞭毛と原核細胞の動きは似ていますが、フィラメントの構造と回転のメカニズムは異なります。真核生物の鞭毛の基底体は細胞体に固定されていますが、鞭毛にはrod体と円盤がありません。代わりに、フィラメントは固体で構成されています 微小管のペア.
細管は、9 + 2フォーメーションの中央のチューブのペアの周りに9つの二重チューブとして配置されます。細管はで構成されています 線形タンパク質ストリング 中空の中心の周り。二重管は共通の壁を共有し、中央管は独立しています。
タンパク質のスポーク、軸、およびリンクは、フィラメントの長さに沿って微小管を結合します。リングを回転させることによってベースで作成される動きの代わりに、鞭毛の動きは微小管の相互作用から生じます。
フィラメントの回転運動による鞭毛の働き
細菌のべん毛と真核細胞のべん毛の構造は異なりますが、どちらもフィラメントの回転運動により細胞を推進したり、細胞を通過する液体を動かしたりします。短いフィラメントは前後に移動する傾向があり、長いフィラメントは円形のらせん運動をします。
細菌の鞭毛では、フィラメントの底にあるフックが回転して、細胞壁と細胞膜に固定されます。フックの回転は、鞭毛のプロペラのような動きをもたらします。真核生物の鞭毛では、回転運動はフィラメントの連続的な屈曲によるものです。
結果として生じる動きは、回転に加えて鞭のようになります。
細菌の原核生物べん毛はべん毛モーターを動力としている
細菌のべん毛のフックの下で、べん毛の基部は、タンパク質鎖に囲まれた一連のリングによって細胞壁と細胞原形質膜に付着します。プロトンポンプは、最も低いリング全体にプロトン勾配を作成し、電気化学勾配は、 プロトン原動力.
プロトンがプロトンの推進力により最下部のリング境界を越えて拡散すると、リングが回転し、取り付けられたフィラメントフックが回転します。一方向の回転は、細菌の制御された前進運動をもたらします。逆方向に回転すると、バクテリアはランダムに回転します。
結果として生じる細菌の運動性は、回転方向の変化と組み合わされて、細胞が一般的な方向で多くの地面を覆うことができる一種のランダムウォークを生成します。
真核生物の鞭毛はATPを使用して曲げます
真核細胞の鞭毛の基部は細胞膜にしっかりと固定されており、鞭毛は回転するのではなく曲がります。と呼ばれるタンパク質鎖 ダイニン 放射状スポークの鞭毛フィラメントの周りに配置された二重微小管のいくつかに取り付けられています。
ダイニン分子は、 アデノシン三リン酸 （ATP）、エネルギー貯蔵分子、べん毛の曲げ運動を生成します。
ダイニン分子は、微小管を互いに上下に動かすことで鞭毛を曲げます。 ATP分子からリン酸基の1つを切り離し、解放された化学エネルギーを使用して微小管の1つをつかみ、それが付着している細管に対して移動します。
そのような曲げ動作を調整することにより、結果として生じるフィラメントの動きは回転または前後になります。
原核生物の鞭毛は細菌の繁殖に重要です
バクテリアは屋外でも固体表面でも長期間生存できますが、液体中で増殖し増殖します。典型的な流体環境は、栄養豊富な溶液と高度な生物の内部です。
これらのバクテリアの多く、例えば 動物の腸、有益ですが、必要な栄養素を見つけて危険な状況を回避できる必要があります。
べん毛は、彼らが危険な化学物質から離れて食物に向かって移動し、増殖するときに広がることを可能にします。
腸内のすべての細菌が有益であるとは限りません。 H. pylori、例えば、胃潰瘍を引き起こす鞭毛細菌です。鞭毛に頼って消化器系の粘液を通過し、強すぎるエリアを避けます。有利なスペースを見つけると、増殖し、鞭毛を使用して広がります。
研究により、 H. pylori 鞭毛は、細菌の感染性の重要な要因です。
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細菌は 番号と場所 鞭毛の。 単毛類 細菌は、細胞の一端に単一の鞭毛を持っています。 ロホトリクス 細菌には、一端にいくつかの鞭毛があります。
ペリトリコス 細菌は細胞の端に横鞭毛と鞭毛の両方を持っていますが 両性 細菌は、両端に1つまたは複数のべん毛を持つことができます。
鞭毛の配置は、バクテリアがどれだけ速く、どのように動くことができるかに影響します。
真核細胞は鞭毛を使用して生物の内外を移動します
核と細胞小器官を持つ真核細胞は、高等植物や動物に見られますが、単細胞生物としても見られます。真核生物の鞭毛は、原始細胞によって動き回るのに使用されますが、高度な動物にも見られます。
単細胞生物の場合、鞭毛は食物を見つけ、拡散し、捕食者または不利な条件から逃れるために使用されます。高度な動物では、特定の細胞は特別な目的で真核生物の鞭毛を使用します。
たとえば、緑藻 クラミドモナス・ラインハルディ 2つの藻のべん毛を使用して、湖や川の水または土壌を移動します。この動きに依存して繁殖後に広がり、世界中に広く分布しています。
高等動物では、精子細胞は運動に真核生物の鞭毛を使用する可動細胞の例です。これは、精子が卵子を受精させて有性生殖を開始するために女性の生殖管を移動する方法です。