FLAGELLA: ยูคาริโอต, โปรคาริโอต (โครงสร้างและหน้าที่) - ชีววิทยา - 2026

เฆี่ยนเป็นแส้ที่มีรูปทรงฉายโทรศัพท์มือถือที่เข้าร่วมในการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและในการเคลื่อนไหวของสารต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิตที่มีความซับซ้อนมากขึ้น

เราพบแฟลกเจลลาทั้งในเชื้อสายยูคาริโอตและโปรคาริโอต Prokaryotic flagella เป็นองค์ประกอบที่เรียบง่ายซึ่งเกิดจาก microtubule เดียวที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยของ flagellin ที่กำหนดค่าในลักษณะเป็นเกลียวทำให้เป็นนิวเคลียสกลวง

ที่มา: LadyofHats Alejandro Porto เวอร์ชันภาษาสเปน

ในยูคาริโอตการกำหนดค่าคือ tubulin microtubules เก้าคู่และอีกสองคู่ที่อยู่ในภาคกลาง หนึ่งในตัวอย่างทั่วไปของแฟลกเจลลาคือส่วนขยายของสเปิร์มซึ่งทำให้พวกมันเคลื่อนไหวได้และทำให้เกิดการปฏิสนธิของไข่

Cilia เป็นการขยายเซลล์อีกประเภทหนึ่งมีโครงสร้างและหน้าที่คล้ายกับแฟลกเจลลา แต่ไม่ควรสับสนกับแฟลกเจลลา พวกมันสั้นกว่ามากและเคลื่อนที่ต่างกัน

Flagella ในโปรคาริโอต

ในแบคทีเรียแฟลกเจลลาเป็นเส้นใยแบบขดลวดที่มีขนาดอยู่ในช่วง 3 ถึง 12 ไมโครเมตรและมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 ถึง 30 นาโนเมตร พวกมันง่ายกว่าองค์ประกอบเดียวกันในยูคาริโอต

โครงสร้าง

โครงสร้างแฟลกเจลลาของแบคทีเรียประกอบด้วยโมเลกุลของโปรตีนที่เรียกว่าแฟลกเจลลิน แฟลกเจลลินเป็นภูมิคุ้มกันและเป็นตัวแทนของกลุ่มแอนติเจนที่เรียกว่า "เอชแอนติเจน" ซึ่งมีความจำเพาะต่อแต่ละสายพันธุ์หรือสายพันธุ์ สิ่งนี้ได้รับการกำหนดค่าในลักษณะทรงกระบอกโดยมีศูนย์กลางกลวง

ในแฟลกเจลลาเหล่านี้เราสามารถแยกแยะส่วนหลัก ๆ ได้ 3 ส่วน ได้แก่ เส้นใยภายนอกที่ยาวขอเกี่ยวที่อยู่ที่ส่วนท้ายของไส้หลอดและส่วนฐานที่ยึดกับตะขอ

พื้นฐานของร่างกายมีลักษณะร่วมกับเครื่องคัดหลั่งสำหรับปัจจัยความรุนแรง ความคล้ายคลึงกันนี้อาจบ่งชี้ว่าทั้งสองระบบได้รับการถ่ายทอดมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน

การจัดหมวดหมู่

ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของแฟลเจลลัมแบคทีเรียจะถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ถ้าแฟลเจลลัมตั้งอยู่ที่ขั้วของเซลล์เป็นโครงสร้างขั้วเดียวที่ปลายด้านหนึ่งมันจะเป็นโมโนเทอริกและถ้าเป็นเช่นนั้นที่ปลายทั้งสองข้างจะเป็นสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

แฟลเจลลัมยังสามารถพบได้ในลักษณะ "ขนนก" ที่ด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านของเซลล์ ในกรณีนี้คำที่กำหนดคือ lophotric กรณีสุดท้ายเกิดขึ้นเมื่อเซลล์มีแฟลกเจลลาหลายตัวกระจายเป็นเนื้อเดียวกันทั่วทั้งพื้นผิวและเรียกว่า peritrichous

การแฟลกเจลลาแต่ละประเภทเหล่านี้ยังแสดงความแตกต่างในประเภทของการเคลื่อนไหวที่แฟลกเจลลาทำ

แบคทีเรียยังแสดงการคาดการณ์ประเภทอื่น ๆ บนผิวเซลล์ หนึ่งในนั้นคือพิลีซึ่งมีความแข็งมากกว่าแฟลเจลลัมและมีสองประเภทคือแบบสั้นและแบบมีจำนวนมากและแบบยาวที่เกี่ยวข้องกับการมีเพศสัมพันธ์

การเคลื่อนไหว

แรงผลักหรือการหมุนของแฟลกเจลลัมของแบคทีเรียเป็นผลิตภัณฑ์ของพลังงานที่มาจากแรงกระตุ้นของโปรตอนไม่ใช่จาก ATP โดยตรง

แฟลกเจลลาของแบคทีเรียมีลักษณะไม่หมุนด้วยความเร็วคงที่ พารามิเตอร์นี้จะขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานที่เซลล์ผลิตในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง แบคทีเรียมีความสามารถไม่เพียง แต่ปรับความเร็ว แต่ยังสามารถเปลี่ยนทิศทางและการเคลื่อนที่ของแฟลเจลลาร์ได้อีกด้วย

เมื่อแบคทีเรียถูกนำไปยังพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งพวกมันมีแนวโน้มที่จะถูกดึงดูดไปยังสิ่งกระตุ้น การเคลื่อนไหวนี้เรียกว่าแท็กซี่และแฟลกเจลลัมช่วยให้สิ่งมีชีวิตเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งที่ต้องการได้

แฟลกเจลลาในยูคาริโอต

เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตยูคาริโอตแสดงกระบวนการต่างๆบนพื้นผิวของเมมเบรน ยูคาริโอตแฟลกเจลลาประกอบด้วย microtubules และมีการคาดการณ์ระยะยาวที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวและการเคลื่อนที่

นอกจากนี้ในเซลล์ยูคาริโอตอาจมีกระบวนการเพิ่มเติมหลายอย่างที่ไม่ควรสับสนกับแฟลกเจลลา Microvilli เป็นส่วนขยายของพลาสมาเมมเบรนที่เกี่ยวข้องกับการดูดซึมการหลั่งและการยึดเกาะของสาร มันยังเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหว

โครงสร้าง

โครงสร้างของยูคาริโอตแฟลกเจลลาเรียกว่าแอกโซนีม: โครงสร้างที่ประกอบด้วยไมโครทูบูลและโปรตีนอีกประเภทหนึ่ง microtubules ได้รับการกำหนดค่าในรูปแบบที่เรียกว่า "9 + 2" ซึ่งบ่งชี้ว่ามีคู่ microtubule กลางล้อมรอบด้วยคู่นอก 9 คู่

แม้ว่าคำจำกัดความนี้จะได้รับความนิยมอย่างมากในวรรณกรรม แต่ก็อาจทำให้เข้าใจผิดได้เนื่องจากมีเพียงคู่เดียวเท่านั้นที่ตั้งอยู่ตรงกลาง - ไม่ใช่สองคู่

โครงสร้างของ microtubules

Microtubules เป็นองค์ประกอบของโปรตีนที่ประกอบด้วย tubulin ของโมเลกุลนี้มีสองรูปแบบคืออัลฟาและเบต้าทูบูลิน กลุ่มเหล่านี้รวมกันเป็นตัวหรี่ซึ่งจะสร้างหน่วยของไมโครทูบูล หน่วยพอลิเมอร์และรวมกันด้านข้าง

มีความแตกต่างระหว่างจำนวนโปรโตฟิลาเมนต์ที่ microtubules มีที่อยู่รอบ ๆ คู่กลาง หนึ่งเรียกว่า tubule A หรือสมบูรณ์เนื่องจากมี 13 โปรโตฟิลาเมนต์ตรงกันข้ามกับ tubule B ซึ่งมีเส้นใยเพียง 10 ถึง 11 เส้น

Dynein และ nexin

microtubules แต่ละตัวจะติดอยู่ที่ปลายด้านลบกับโครงสร้างที่เรียกว่า basal body หรือ kinetosome ซึ่งมีโครงสร้างคล้ายกับ centriole ของ centrosomes ที่มี microtubules เก้าแฝด

โปรตีน dynein ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเคลื่อนที่ของยูคาริโอตแฟลเจลลาร์ (ATPase) มีความสัมพันธ์โดยแขนสองข้างกับท่อ A แต่ละอัน

เน็กซินเป็นโปรตีนที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งในองค์ประกอบของแฟลเจลลัม สิ่งนี้มีหน้าที่ในการเชื่อมต่อ microtubules ด้านนอกเก้าคู่

การเคลื่อนไหว

การเคลื่อนไหวของยูคาริโอตแฟลกเจลลาถูกกำกับโดยกิจกรรมของโปรตีนดีนีน โปรตีนนี้ร่วมกับไคเนซินเป็นองค์ประกอบของมอเตอร์ที่สำคัญที่สุดที่มาพร้อมกับไมโครทูบูล เหล่านี้ "เดิน" บนไมโครทูบูล

การเคลื่อนไหวเกิดขึ้นเมื่อคู่ไมโครทูบูลด้านนอกเลื่อนหรือลื่น Dynein เชื่อมโยงกับ tubules ทั้ง type A และ type B โดยเฉพาะฐานเชื่อมโยงกับ A และส่วนหัวกับ B Nexin ก็มีบทบาทในการเคลื่อนไหวเช่นกัน

มีการศึกษาเพียงไม่กี่ชิ้นที่รับผิดชอบในการอธิบายถึงบทบาทเฉพาะของ dynein ในการเคลื่อนไหวของแฟลเจลลาร์

ความแตกต่างระหว่างโปรคาริโอตและยูคาริโอตแฟลกเจลลา

ขนาด

แฟลกเจลลาในเชื้อสายโปรคาริโอตมีขนาดเล็กกว่ายาวถึง 12 um และเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 20 ยูคาริโอตแฟลกเจลลาสามารถมีความยาวเกิน 200 um และเส้นผ่านศูนย์กลางใกล้ 0.5 um

การกำหนดค่าโครงสร้าง

ลักษณะที่โดดเด่นที่สุดอย่างหนึ่งของแฟลกเจลลายูคาริโอตคือองค์กรไมโครทูบูล 9 + 0 และโครงสร้างเส้นใย 9 + 2 สิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตขาดองค์กรนี้

โปรคาริโอตแฟลกเจลลาไม่ได้ถูกห่อหุ้มไว้ในเยื่อหุ้มพลาสมาเช่นเดียวกับยูคาริโอต

องค์ประกอบของโปรคาริโอตแฟลกเจลลานั้นเรียบง่ายและมีเฉพาะโมเลกุลของโปรตีนแฟลกเจลลินเท่านั้น องค์ประกอบของยูคาริโอตแฟลกเจลลามีความซับซ้อนมากขึ้นซึ่งประกอบด้วยทูบูลินดีนีนเน็กซินและโปรตีนชุดอื่น ๆ รวมทั้งสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่อื่น ๆ เช่นคาร์โบไฮเดรตไขมันและนิวคลีโอไทด์

พลังงาน

แหล่งพลังงานของโปรคาริโอตแฟลกเจลลาไม่ได้รับจากโปรตีน ATPase ที่ติดอยู่ในเมมเบรน แต่เกิดจากแรงจูงใจของโปรตอน แฟลเจลลัมยูคาริโอตมีโปรตีน ATPase: dynein

ความเหมือนและความแตกต่างกับ cilia

ความคล้ายคลึงกัน

บทบาทในการเคลื่อนไหว

ความสับสนระหว่างซิเลียและแฟลกเจลลาเป็นเรื่องปกติ ทั้งสองเป็นกระบวนการไซโตพลาสซึมที่มีลักษณะคล้ายเส้นผมและตั้งอยู่บนพื้นผิวของเซลล์ ตามหน้าที่แล้วทั้ง cilia และ flagella คือการคาดคะเนที่อำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่ของเซลล์

โครงสร้าง

ทั้งสองเกิดขึ้นจากฐานและมีโครงสร้างพิเศษที่ค่อนข้างคล้ายกัน ในทำนองเดียวกันองค์ประกอบทางเคมีของการคาดการณ์ทั้งสองมีความคล้ายคลึงกันมาก

ความแตกต่าง

ความยาว

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างโครงสร้างทั้งสองเกี่ยวข้องกับความยาว: ในขณะที่ cilia เป็นเส้นโครงสั้น (มีความยาวระหว่าง 5 ถึง 20 um) แฟลกเจลลานั้นยาวกว่ามากและสามารถเข้าถึงความยาวได้มากกว่า 200 um ซึ่งยาวเกือบ 10 เท่า กว่า cilia

ปริมาณ

เมื่อเซลล์มี cilia มักจะมีจำนวนมาก ตรงกันข้ามกับเซลล์ที่มีแฟลกเจลลาซึ่งโดยทั่วไปมีหนึ่งหรือสองเซลล์

การเคลื่อนไหว

นอกจากนี้โครงสร้างแต่ละส่วนยังมีการเคลื่อนไหวที่แปลกประหลาด ซิเลียเคลื่อนไหวในจังหวะอันทรงพลังและแฟลกเจลลาในลักษณะที่เป็นคลื่นเหมือนแส้ การเคลื่อนที่ของซีเลียมแต่ละเซลล์ในเซลล์เป็นอิสระในขณะที่แฟลกเจลลามีการประสานกัน ซิเลียยึดกับเยื่อหุ้มลูกคลื่นและแฟลกเจลลาไม่ได้

ความซับซ้อน

มีความแตกต่างอย่างแปลกประหลาดระหว่างความซับซ้อนของซิเลียและแฟลกเจลลาในแต่ละโครงสร้าง Cilia เป็นโครงร่างที่ซับซ้อนตลอดความยาวในขณะที่ความซับซ้อนของแฟลเจลลัมถูก จำกัด ไว้ที่ฐานเท่านั้นซึ่งมีมอเตอร์ที่รับผิดชอบการหมุนอยู่

ฟังก์ชัน

เกี่ยวกับการทำงานของพวกมัน cilia มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของสารในทิศทางที่เฉพาะเจาะจงและแฟลกเจลลาเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่เท่านั้น

ในสัตว์หน้าที่หลักของ cilia คือการเคลื่อนย้ายของเหลวเมือกหรือสารอื่น ๆ บนพื้นผิว

อ้างอิง

1. Alberts, B. , Johnson, A. , Lewis, J. , Raff, M. , Roberth, K. , & Walter, P. (2008). อณูชีววิทยาของเซลล์. Garland Science กลุ่ม Taylor และ Francis
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010) เซลล์ Marban
3. Hickman, C.P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A. , I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008) หลักการบูรณาการของสัตววิทยา นิวยอร์ก: McGraw-Hill ฉบับที่ 14
4. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: ชีววิทยาของจุลินทรีย์. การศึกษาของเพียร์สัน.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2004) จุลชีววิทยา: บทนำ (ฉบับที่ 9) ซานฟรานซิสโก: เบนจามินคัมมิงส์