FLAGELĂ: EUCARIOTĂ, PROCARIOTĂ (STRUCTURĂ ȘI FUNCȚII) - BIOLOGIE - 2025

Un flagellum este o proiecție celulară în formă de bici care participă la locomoția organismelor unicelulare și la mișcarea diferitelor substanțe în organisme mai complexe.

Găsim flagelele atât în ​​linia eucariotă cât și în procariotă. Flagelele procariote sunt elemente simple, formate dintr-un singur microtubul compus din subunități flageline configurate într-un mod elicoidal, formând un nucleu gol.

Sursa: LadyofHats. Versiunea spaniolă a lui Alejandro Porto

În eucariote, configurația este de nouă perechi de microtubuli de tubulină și două perechi situate în regiunea centrală. Unul dintre exemplele tipice de flagel sunt extensiile spermatozoizilor, care le conferă mobilitate și permit ovulului să se fertilizeze.

Cilii, un alt tip de prelungire a celulelor, au o structură și o funcție similare cu flagelele, dar nu trebuie confundate cu flagelul. Sunt mult mai scurte și se mișcă diferit.

Flagelul în procariote

În bacterii, flagelele sunt filamente elicoidale ale căror dimensiuni sunt cuprinse între 3 și 12 micrometri în lungime și 12 până la 30 nanometri în diametru. Ele sunt mai simple decât aceleași elemente din eucariote.

Structura

Structural, flagelul bacteriilor este compus dintr-o moleculă de proteine ​​numită flagelină. Flagelinele sunt imunogene și reprezintă un grup de antigene numite „antigene H” care sunt specifice fiecărei specii sau tulpini. Aceasta este configurată într-un mod cilindric, cu un centru gol.

În acești flageli, putem distinge trei părți principale: un filament extern lung, un cârlig care este situat la capătul filamentului și un corp bazal care este ancorat la cârlig.

Corpul bazal împărtășește caracteristicile cu aparatul secretor pentru factori de virulență. Această asemănare ar putea indica faptul că ambele sisteme au fost moștenite de la un strămoș comun.

Clasificare

În funcție de locația flagelului, bacteriile sunt clasificate în diferite categorii. Dacă flagelul este situat la polii celulei ca o singură structură polară la un capăt, acesta este monoteric și dacă face acest lucru la ambele capete este amfibian.

Flagelul poate fi, de asemenea, găsit ca un „penaj” pe una sau ambele părți ale celulei. În acest caz, termenul atribuit este lofotric. Ultimul caz apare atunci când celula are mai multe flageli distribuite omogen pe întreaga suprafață și se numește peritrichous.

Fiecare dintre aceste tipuri de flagelări prezintă, de asemenea, variații în tipul de mișcări pe care flagelul le face.

Bacteriile afișează și alte tipuri de proiecții pe suprafața celulei. Unul dintre ele este piliul, acestea sunt mai rigide decât un flagellum și există de două tipuri: cele scurte și abundente și cele lungi implicate în actul sexual.

Circulaţie

Împingerea sau rotația flagelului bacterian este produsul energiei care provine din forța proton-motivă și nu direct din ATP.

Flagelele bacteriene se caracterizează prin faptul că nu se rotește la o viteză constantă. Acest parametru va depinde de cantitatea de energie pe care o produce celula la un moment dat. Bacteria este capabilă nu numai să moduleze viteza, ci poate schimba, de asemenea, direcția și mișcarea flagelară.

Atunci când bacteriile sunt direcționate către o anumită zonă, este probabil să fie atrase de un stimul. Această mișcare este cunoscută sub denumirea de taxiuri și flagelul permite organismului să se deplaseze în locația dorită.

Flagelă în eucariote

Ca și organismele procariote, eucariotele prezintă o serie de procese pe suprafața membranei. Flagelele eucariote sunt alcătuite din microtubuli și sunt proiecții lungi implicate în mișcare și locomoție.

Mai mult, în celulele eucariote pot exista o serie de procese suplimentare care nu trebuie confundate cu flagelul. Microvilli sunt extensii ale membranei plasmatice implicate în absorbția, secreția și adeziunea substanțelor. Este, de asemenea, legat de motilitate.

Structura

Structura flagelelor eucariote este numită axoneme: o configurație formată din microtubuli și o altă clasă de proteine. Microtubulele sunt configurate într-un model numit "9 + 2", ceea ce indică faptul că există o pereche centrală de microtubuli înconjurată de 9 perechi exterioare.

Deși această definiție este foarte populară în literatura de specialitate, poate fi înșelătoare, deoarece doar o pereche este localizată în centru - și nu două.

Structura microtubulilor

Microtubulii sunt elemente proteice formate din tubulină. Din această moleculă, există două forme: alfa și beta-tubulină. Acestea se formează împreună formând un dimer, care va forma unitatea de microtubuli. Unitățile polimerizează și se agregă lateral.

Există diferențe între numărul de protofilamente pe care le au microtubulele care sunt situate în jurul perechii centrale. Unul este cunoscut sub numele de tubul A sau complet, deoarece are 13 protofilamente, spre deosebire de tubulul B, care are doar 10 până la 11 filamente.

Dynein și nexin

Fiecare dintre microtubuli este atașat prin capătul său negativ la o structură cunoscută sub numele de corpul bazal sau kinetosom, care este similar în structura centriolului centrosomilor cu nouă triplete de microtubuli.

Proteina dynein, de mare importanță în mișcarea flagelară eucariotă (o ATPază), este asociată cu două brațe la fiecare tubul A.

Nexina este o altă proteină importantă din compoziția flagelului. Aceasta este responsabilă pentru unirea celor nouă perechi de microtubuli exteriori.

Circulaţie

Mișcarea flagelelor eucariote este îndreptată de activitatea proteinei dinneină. Această proteină, împreună cu kinezina, sunt cele mai importante elemente motorii care însoțesc microtubulele. Aceste „plimbări” pe microtubule.

Mișcarea are loc atunci când perechile exterioare de microtubuli se schimbă sau alunecă. Dynein este legat atât de tubulele de tip A, cât și de tip B. Mai exact, baza este asociată cu A, iar capul cu B. Nexin joacă, de asemenea, un rol în mișcare.

Există puține studii care au fost responsabile de elucidarea rolului specific al dyneinei în mișcarea flagelară.

Diferențele dintre flagelele procariote și cele eucariote

Dimensiuni

Flagelele din liniile procariote sunt mai mici, putând atinge lungimea de 12 um, iar diametrul mediu este de 20. Flagelul eucariot poate depăși 200 um lungime, iar diametrul este aproape de 0,5 um.

Configurație structurală

Una dintre cele mai remarcabile caracteristici ale flagelelor eucariote este organizarea lor de microtubuli 9 + 0 și configurația de fibre 9 + 2. Organismele procariote nu au această organizație.

Flagelele procariote nu sunt învelite în membrana plasmatică, cum este cazul eucariotelor.

Compoziția flagelelor procariote este simplă și include doar molecule de proteine ​​flageline. Compoziția flagelelor eucariote este mai complexă, formată din tubulină, dyneină, nexină și un set suplimentar de proteine ​​- precum și alte biomolecule mari, cum ar fi carbohidrații, lipidele și nucleotidele.

Energie

Sursa de energie a flagelelor procariote nu este dată de o proteină ATPase ancorată în membrană, ci de forța motivă a protonului. Flagelul eucariotic are o proteină ATPază: dyneina.

Asemănări și diferențe cu cilii

Asemănările

Rolul în locomoție

Confuzia dintre cilia și flagela este frecventă. Ambele sunt procese citoplasmatice care seamănă cu părul și sunt localizate pe suprafața celulelor. Funcțional, atât cilia, cât și flagelul sunt proiecții care facilitează locomoția celulară.

Structura

Ambele apar din corpurile bazale și au o structură ultra similară. De asemenea, compoziția chimică a ambelor proiecții este foarte similară.

diferenţe

Lungime

Diferența crucială între cele două structuri este legată de lungime: în timp ce cilii sunt proiecții scurte (între 5 și 20 um lungime), flagelele sunt considerabil mai lungi și pot atinge lungimi mai mari de 200 um, de aproape 10 ori mai lungi. decât cilia.

Cantitate

Când celula are cili, de obicei face acest lucru în număr semnificativ. Spre deosebire de celulele care au flagelele, care au în general unul sau două.

Circulaţie

În plus, fiecare structură are o mișcare particulară. Cilia se mișcă în lovituri puternice, iar flagelul într-o modă ondulantă, asemănătoare cu biciul. Mișcarea fiecărui ciliu în celulă este independentă, în timp ce cea a flagelelor este coordonată. Ciliile sunt ancorate la o membrană ondulantă și flagelul nu.

Complexitate

Există o diferență particulară între complexitatea cililor și a flagelelor în fiecare structură. Cilii sunt proiecții complexe de-a lungul întregii lor lungimi, în timp ce complexitatea flagelului este restricționată doar la bază, unde este amplasat motorul responsabil de rotație.

Funcţie

În ceea ce privește funcția lor, cilii sunt implicați în mișcarea substanțelor într-o direcție specifică, iar flagelul este legat doar de locomoție.

La animale, funcția principală a cililor este mobilizarea lichidelor, mucusului sau a altor substanțe la suprafață.

Referințe

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Biologia moleculară a celulei. Garland Science, Taylor și Francis Group.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Celula. Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Principii integrate ale zoologiei. New York: McGraw-Hill. Ediția a 14-a.
4. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biologia microorganismelor. Pearson Education.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Caz, CL, & Johnson, TR (2004). Microbiologie: o introducere (vol. 9). San Francisco, CA: Benjamin Cummings.