Для чего нужны жгутики бактериям и в чем их отличие от пилей, ворсинок, фимбрий. Жгутики у растений

Жгутики - это... Что такое Жгутики?

Жгутик — поверхностная структура, присутствующая у многих прокариотических и эукариотических клеток и служащая для их движения в жидкой среде или по поверхности твёрдых сред. Жгутики прокариот и эукариот резко различаются: бактериальный жгутик имеет толщину 10-20 нм и длину 3-15 мкм, он пассивно вращается расположенным в мембране мотором; жгутики же эукариот толщиной до 200 нм и длиной до 200 мкм, они могут самостоятельно изгибаться по всей длине. У эукариот часто также присутствуют реснички, идентичные по своему строению жгутику, но более короткие (до 10 мкм).

Жгутики прокариот

Жгутикование бактерий: A — монотрихиальное,B — лофотрихиальное,C — амфитрихиальное,D — перитрихиальное.

Жгутики бактерий состоят из трёх субструктур:

• Филамент (фибрилла, пропеллер) — полая белковая нить толщиной 10-20 нм и длиной 3-15 мкм, состоящая из флагеллина, субъединицы которого уложены по спирали. Полость внутри используется при синтезе жгутика — он происходит в направлении от ЦПМ. По полости к собираемому в настоящий момент участку переносятся субъединицы флагеллина.
• Крюк — более толстое чем филамент (20-45 нм) белковое (не флагеллиновое) образование.
• Базальное тело (трансмембранный мотор)

Базальное тело и механизм его работы

Базальное тело представляет собой систему колец, находящихся в ЦПМ и клеточной стенке бактерий. Два внутренних кольца — M и S-кольца (сейчас чаще рассматриваются как единое MS-кольцо) — являются обязательными элементами, причём M-кольцо находится в ЦПМ, а S — в периплазме грамотрицательных и пептидогликановом слое грамположительных бактерий. Ещё два кольца — P и L — есть только у грамотрицательных бактерий, они расположены в пептидогликановом слое и наружной мембране соответственно, неподвижны и лишь направляют стержень ротора мотора. Вокруг MS-кольца расположены статоры — белковые комплексы MotA4/MotB4 представляющие собой протонный канал (их может быть от 8 до 16).

Точный механизм работы базального тела не известен. Большинство исследователей полагает что поступление протона из периплазмы или внешней среды в MotA4/MotB4 комплекс вызывает конформационные изменения белков, благодаря электростатическому взаимодействию или прямому контакту это изменение приводит к повороту MS-кольца, а его дальнейшее движение возвращает исходную конформацию комплексу и выталкивает протон в цитозоль. У Escherichia coli для одного оборота жгутика требуется перемещение около 1000 протонов. Показано, что жгутик может работать даже у пустых клеточных оболочек при условии что внешний pH ниже внутреннего.

Таким образом, базальное тело преобразует химическую энергию в работу, вращаясь за счёт градиента концентрации протонов или, в редких случаях, ионов натрия (некоторые морские бактерии рода Vibrio, алкалофильные Bacillus, Acetobacterium woodii), это вращение осуществляется со скоростью до 100 об/сек, причём его направление может изменяться менее чем за 0,1 сек.

Механизм движения клетки

Вращение мотора вызывает пассивное вращение филамента. Более массивная клетка начинает вращаться примерно со скоростью 1/3 от скорости жгутика и в обратном направлении, а также приобретает поступательное движение.

Подавляющее большинство наделённых жгутиком бактерий имеют палочковидную форму. Из гидродинамических расчётов следует, что для наиболее эффективного движения отношение длины клетки к ширине должно составлять 3,7. Движение кокков крайне неэффективно, поэтому они чаще всего неподвижны.

У ряда бактерий мотор и жгутик могут вращаться только в одном направлении, переориентация происходит при остановке за счёт броуновского движения. Бактерии-перитрихи собирают при движении все свои жгутики (каждый из которых вращается против часовой стрелки) в один пучок. Для совершения кувырка они либо меняют направление вращения, либо изменяют его скорость, из-за чего пучок распадается. При полярном расположении жгутиков один из них может служить и толкающим, и тянущим приспособлением в зависимости от направления вращения.

Скорости движения бактерий варьируют от 20 мкм/с у некоторых Bacillus до 200 мкм/с у Vibrio.

Особенности жгутиков архей

В результате секвенирования геномов архей не удалось выявить какой-либо гомологии генов, ответственных за биогенез жгутиков архей и бактерий. Вместо флагеллина, неустойчивого в среде с повышенной кислотностью, в жгутиках архебактерий этот белок заменён гликопротеинами. Архебактериальный жгутик тоньше и не имеет центрального полого канала, поэтому, по всей видимости, его синтез происходит по принципиально иному механизму у поверхности клетки.

Синтез жгутика

Процесс синтеза жгутика эубактерий (Caulobacter sp.) запускается экспрессией гена сtrA. Продуктом этого гена является белок CtrA. Синтез Ctr A происходит сразу после перехода клетки из G0-фазы в S-фазу. Обычно участок ДНК, содержащий ген сtrA, метилирован. Синтезу белка CtrA предшествует деметилирование ДНК, которая затем реплицируется. После этого происходит синтез CtrA и его фосфорилирование киназами. Ген сtrA имеет два промотора: Р1 и Р2. С первого промотора осуществляется ингибирование синтеза CtrA. Со второго промотора осуществляется стимулирование синтеза CtrA. Следует отметить, что белок CtrA найден не у всех эубактерий, и механизм синтеза жгутика не универсален.

Жгутики эукариот

Схема поперечного среза жгутика эукариот. 1A и 1B — A и B микротрубочки периферического дублета, 2 — центральная пара микротрубочек и центральная капсула, 3 — динеиновые ручки, 4 — радиальная спица, 5 — нексиновый мостик, 6 — клеточная мембрана.

Жгутики эукариот имеют толщину до 200 нм и длину до 200 мкм. Они окружены выступами цитоплазматической мембраны и содержат 9 пар микротрубочек, выстроенных вокруг двух не объединённых в пару микротрубочек (структура 9+2). Эти микротрубочки скользят друг относительно друга с использованием энергии АТФ, поэтому изгиб эукариотического жгутика может осуществляться в любой его части.

См. также

Ссылки

Литература

• Ермилова Е. В., Залуцкая Ж. М., Лапина Т. В. Подвижность и поведение микроорганизмов. Т. I. Прокариоты. — СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004. — 192 с. ISBN 5-288-03536-9
• Гусев М. В., Минеева Л. А. Микробиология. - М: Изд-во Московского университета, 2004. - 448 с.

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

это поверхностные локомоторные структуры. Строение жгутиков прокариот и эукариот.

Жгутики – это длинные нитевидные образования на поверхности клетки, обеспечивающие ее активное пространственное перемещение. Несмотря на многообразие организмов, эти структуры внутри каждого надцарства (прокариот либо эукариот) характеризуются общей схемой строения.

Общая характеристика жгутиков

У доядерных организмов (бактерий и архей) жгутики – это основной способ передвижения. Среди эукариот эти локомоторные структуры в основном присутствуют у одноклеточных организмов, – простейших, но также характерны для гамет растений и животных. У некоторых многоклеточных беспозвоночных, – например, губок, – жгутики выполняют функцию перемещения жидкого субстрата относительно неподвижного клеточного пласта.

Морфологически жгутик состоит из закрепленного в толще клетки основания и длинной наружной нити, совершающей вращательные движения по спиральной траектории. Строение и механизм работы этих частей у прокариот и эукариот сильно отличаются, в связи с чем выделяют два соответствующих класса жгутиков.

Особенности жгутиков прокариот и эукариот

Наружную нить жгутика называют филаментом. У прокариот она состоит из белка флагеллина и пассивно движется за счет вращения базального мотора. Филамент ядерных клеток устроен значительно сложнее и благодаря взаимодействию белков тубулина и динеина способен изгибаться самостоятельно.

Такое количество отличий свидетельствует об отсутствии гомологии между этими органоидами, то есть они не одинаковы по происхождению и строению, хоть и выполняют сходные функции.

Надцарство прокариот включает в себя царства архей и бактерий. Локомоторные структуры этих таксонов тоже не гомологичны друг другу, однако очень близки по строению. Жгутики архей изучены гораздо хуже.

Жгутики архей и бактерий

По способу перемещения подвижные бактерии подразделяются на плавающие и скользящие. Жгутики – это локомоторный орган плавающих микроорганизмов, позволяющий им развивать скорость от 20 до 200 мкм/сек.

Движение может быть спонтанным (если физико-химические характеристики среды одинаковы во всех направлениях) либо целенаправленным, когда бактерия стремится попасть в наиболее выгодные для нее условия. При адаптивном перемещении вращение базального мотора контролируется сенсорными системами.

По количеству и расположению жгутиков на клетке бактерии выделяют четыре морфологических типа микроорганизмов:

• монотрихи – имеют единственный жгутик;
• лофотрихи – характеризуются жгутиковым пучком на одном из клеточных полюсов;
• амфитрихи – имеют один или несколько жгутиков на обоих концах клетки;
• перитрихи – покрыты множеством жгутиков со всех сторон.

Тип жгутикования может быть как видовым признаком, так и результатом изменения условий культивирования или стадии жизненного цикла бактерии.

Жгутик архей во многом похож на бактериальный, однако имеет ряд отличий в ультраструктуре и механизме движения. Так, филамент у архей тоньше, построен из другого типа флагеллина, полый каналец в нити отсутствует. Длина крюка непостоянна, базальное тело имеет совсем другое строение и функционирует, скорее всего, на основе энергии АТФ. Археи движутся значительно медленнее бактерий.

Строение и функционирование бактериального жгутика

Жгутик бактерий образован тремя субструктурами: наружной нитью (филаментом), гибким сочленением (крюком) и базальным тельцем, заякоренным в клеточной оболочке. Синтез и сборку этих элементов кодируют около 50 fla-генов. За работу мотора отвечают mot-гены, а за адаптивные реакции – che-гены.

Филамент жгутика – это относительно жесткая белковая спираль, закрученная против часовой стрелки с образованием центрального полого канала диаметром до 3 нм. Такая конструкция способствует формированию спиральной траектории движения нити. По каналу филамента транспортируются молекулы флагеллина (FliC).

Крюк соединяет нить с базальным телом жгутика и состоит из двух типов белка: FlgE и FlgKl. Длина сочленения постоянна и составляет около 50 нм. Из-за изогнутой формы крюка при вращении мотора основание фибриллы описывает круг, благодаря чему возможно спиралевидное движение жгутика.

Базальное тельце закреплено в клеточной стенке и цитоплазматической мембране бактерий. Эта субструктура выполняет не только фиксирующую функцию, но и является мотором жгутика. Строение и локализация базального тельца зависят от типа клеточной стенки микроорганизма. У грамотрицательных бактерий оно состоит из двух внутренних (M и S) и двух внешних (P и L) колец, нанизанных на соединенный с крюком стержень. В состав базального тела также входит экспортная система, транспортирующая белковые элементы для сборки жгутика.

Структура базального мотора

В состав M-S-комплекса входят движущиеся структуры, называемые ротором, и переключатель направления вращения, который на более подробных схемах строения обозначают как С-кольцо. Вокруг ротора сосредоточены образованные белками MotAB ионные каналы – статоры. Мотор работает за счет энергии протонного (H+) или натриевого (Na+) градиента.

Расположение кольцевых субъединиц в клеточной оболочке соответствует следующей схеме:

• "М" – цитоплазматическая мембрана;
• "S" – периплазматическое пространство или клеточная стенка у Г+-бактерий;
• "P" – пептидогликановый слой;
• "L" – наружняя мембрана.

Внешние кольца P и L неподвижны и выполняют поддерживающую функцию. У грамположительных бактерий они отсутствуют.

Жгутик ядерной клетки

Эукариотический жгутик представляет собой цитоплазматический вырост клетки, состоящий из окруженной мембраной внешней части (ундулиподия) и погруженного в цитоплазму базального тела (кинетосомы).

Структурной основой ундулиподия является аксонема, состоящая из системы связанных друг с другом белковых цилиндров – микротрубочек. Их расположение соответствует формуле 9×2+2, – то есть девять периферических дублетов и две одиночные трубочки в центре (синглеты).

Дублеты образованы спаренными цилиндрами А и В, построенными из субъединиц белка тубулина. От каждой А-трубочки в сторону соседней пары отходит динеиновые рукоятки, которые преобразуют энергию АТФ в механическое движение. Дублеты соединены с синглетами радиальными спицами, а друг с другом – нексиновыми связками. Пространство между структурными элементами ундулиподия заполнено цитоплазмой.

Структура кинетосомы представлена девятью триплетами микротрубочек (формула 9+0), которые заякоривают жгутик в эукариотической клетке. Синглеты в базальном теле отсутствуют.

fb.ru

Жгутики

На поверхности некоторых бактерий имеются придаточные структуры; наиболее широко распространенными из них являются жгутики — органы движения бактерий.[ ...]

Жгутик закрепляется под цитоплазматической мембраной с помощью двух пар дисков (см. на стр. 206). У бактерий может быть один, два или много жгутиков. Расположение их различно: на одном конце клетки, на двух, по всей поверхности и т. д. (рис. 9). Жгутики бактерий имеют диаметр 0,01—0,03 мкм, длина их может во много раз превосходить длину клетки. Бактериальные жгутики Состоят из белка — флагеллина — и представляют собой скрученные винтообразные нити.[ ...]

Окраека жгутиков требует тщательной подготовки культуры р аккуратности в работе. Жгутики очень легко обламываются даже при легком взбалтывании культуры, или если ее возраст превышает 15 час.[ ...]

Количество и расположение жгутиков является характерным видовым признаком. Некоторые виды бактерий имеют один жгутик (монотрихи), у других жгутики располагаются пучками на одном или обоих концах клетки (лофотрихи), у третьих покрывают всю поверхность клетки (перитрихи).[ ...]

Имеются виды с тремя разными жгутиками, или жгутиков может быть четыре в виде двух неодинаковых пар.[ ...]

У большинства видов жгутики длинные, очень тонкие, хрупкие, нитеобразные, но у некоторых они бывают и короткие.[ ...]

Зооспоры — яйцевидные клетки с четырьмя жгутиками на переднем конце. Они содержат стигму, несколько сократительных вакуолей и пристенный хлоропласт. Крупные макрозооспоры обладают широкояйцевидной формой, часто с заостренным задним концом, и стигмой, расположенной на переднем конце (рис. 216, 4). Микрозооспоры отличаются более мелкими размерами, округлым задним концом и расположением стигмы в середине споры (рис. 216, 5). Природа микрозооспор остается пока не совсем ясной. По-видимому, они пред ставляют собой переходный тип между макро зооспорами и гаметами.[ ...]

Живая клетка хризамебы имеет зачаточный жгутик, жричем основание его приурочено именно к тому месту в клетке, где расположено ядро. При движении хризамебы по субстрату зачаточный жгутик обычно находится на самой возвышенной, обращенной к наблюдателю части клетки, т. е. направлен вверх, и, находясь в движении, малозаметен среди многочисленных ризоподий.[ ...]

Наличие в нем ДНК доказано рядом авторов. В отличие от настоящего ядерного дуализма (инфузории), генетической связи между ядром и кинетопластом нет: ядро не возникает из кинетопласта и наоборот. Ядро и кинетопласт делятся независимо друг от друга. Электронно-микроскопические исследования показали, что кинетопласт не является ядром (Райков, 1967).[ ...]

Клетки бактерий окрашиваются в темно-лиловый цвет, а жгутики красятся слабее (Lambin et German, 1961).[ ...]

Спирохеты не образуют спор. Наличие органов движений — жгутиков не выяснено, так как для передвижения они не нужны вследствие гибкости и сокращаемости клеток. Характерной чертой спирохет является наличие осевой эластичной нити, проходящей вдоль клетки и выполняющей скелетную функцию. Вокруг осевой нити спирально завивается цитоплазма, образуя первичные завитки. В клетках спирохет путем электронной микроскопии выявлены фибриллярные структуры. Клетка как бы содержит тонкие нити фибрилл, сплетенных в пучки. У сапрофитного рода Cristispira по поверхности клетки тянется килевпд-ная мембрана, называемая кристой. Эта криста тоже имеет фибриллярную структуру.[ ...]

Клетки хризомонадовых (рис. 68) обычно снабжены одним или двумя жгутиками. В последнем случае жгутики неравной длины, лишь у немногих представителей оба жгутика одинаковые.[ ...]

На поверхности клеточной стенки у бактерий многих видов могут быть жгутики или жгутики и пили, а снаружи от клеточной стенки может иметься также капсула, как, например, у пневмококков. Эти структуры имеют диагностическое значение.[ ...]

Возбудители ботулизма - строгие анаэробы, это подвижные палочки, которые имеют жгутики и образуют споры. При тепловой обработке во время стерилизации плодов, овощей и продуктов их переработки большая часть вегетативных клеток этих бактерий погибает, но могут сохраниться споры. При длительном хранении консервов в анаэробных условиях споры начинают прорастать и из них образуются вегетативные клетки. Вновь народившиеся бактерии способны вырабатывать токсин.[ ...]

Для бесполого размножения служат зооспоры, особенностью которых является венец коротких жгутиков на переднем, лишенном хлоропласта конце. Они возникают по одной в каждой клетке и выходят наружу в результате разрыва оболочки в верхней части клетки (рис. 225, 6). Проплавав короткое время, зооспоры оседают и прорастают в нить, образуя в основании проростка первичный ризоид (рис. 225, 7).[ ...]

У многих низших грибов бесполое размножение происходит при помощи подвижных зооспор, снабженных жгутиками и способных к самостоятельному движению в воде (рис. 4). Зооспоры развиваются в зооспорангиях. У других низших грибов споры лишены органов движения, образуются они в спорангиях, а сами споры называются спорангиоспора-м и. Спорангии сидят на особых, отличных от остальных, гифах — спорангионос-ц а х, поднимающихся кверху от субстрата, на котором они развились. Такое расположение спорангиев облегчает распространение спор токами воздуха, после того как они освобождаются от разрыва оболочки спорангиев.[ ...]

Бесцветные жгутиконосцы. Имеют тонкую плазматическую оболочку, довольно постоянную форму тела с одним или несколькими жгутиками; непрерывно мельтешащие организмы, трудно определяемые. Размер жгутиконосцев обычно составляет от 10 до 20 мкм, не превышая 50 мкм; встречаются как одиночные, так и колониальные формы. В загрязненных водах образуют шаровидные колонии Oicomonas, каждая особь которых имеет по одному длинному жгутику. Одновременно присутствуют Bodo - одиночные с двумя жгутиками: один, плавательный, направлен вперед, второй - назад и служит для прикрепления к субстрату. Основную их пищу составляют бактерии, мелкие органические частицы ила, растворенное органическое вещество. Из бесцветных эвгленовых жгутиконосцев обычна Astasia, отличающаяся наличием в плазме зерен запасного продукта парамилона, количество зерен которого возрастает при изобилии пищи. В качестве дополнения к классу жгутиковых рассматривают одноклеточных бесцветных водорослей хризомонад, имеющих сходное с ними строение. В аэротенках, особенно на прудах, на полях фильтрации в теплое время года при хорошей очистке в массе развиваются зеленые эвгленовые Euglena, Phacus, Trachelomonas. Наиболее крупный представитель данного класса - хищные Peranema trichophorum - развивается в биоценозе аэротенков, работающих на полную биологическую очистку, в иле с хорошими нитрифицирующими свойствами.[ ...]

Способностью передвигаться обладают только некоторые представители группы бактерий. Эта способность обусловлена наличием у них жгутиков. Только подвижные спирохеты перемещаются ритмичными колебаниями всего тела. Жгутики являются цитоплазматическими выростами, не втягивающимися внутрь при плазмолизе. В неокрашенном виде они под микроскопом не видны. На всем протяжении они имеют одинаковую толщину и диаметр их обычно не превышает //20 поперечного диаметра бактериальной клетки (около 0,02—0,05 мк) ■ Скорость движения 10—20 мк1сек.[ ...]

Отличительной особенностью желто-зеленых водорослей является наличие у вегетативных клеток монадной структуры и зооспор двух неравных жгутиков. Именно этот признак в свое время послужил основанием для того, чтобы назвать эту группу водорослей разножгутиковыми, или гетероконтами (Не1егосопЬае). Помимо различий в длине, жгутики здесь различаются и морфологически: главный жгут состоит из оси и перисто расположенных на ней мерцательных волосков, боковой жгут бичевидный.[ ...]

Возбудителями болезни являются бактерии Corynebaeterium michiganense pv. tritici Dey et Kemp (=C. tritici Burkh.). Эти грамположительные, палочковидные, с одним полярным жгутиком бактерии распространяются с зараженными семенами, а во время вегетации растений и пшеничной нематодой. Больные растения урожая практически не дают.[ ...]

Клетки яйцевидные, спереди клювообразно заостренные, спинная сторона сильно выпуклая, брюшная -—с глубокой выемкой. Длина 11 —15 мк, ширина 5—7 мк. Жгутики отходят ниже передней части тела. Плавательный жгутик равен Р/з, волочащийся — в 2 раза длиннее тела. Сократительная вакуоля в передней части. Распространен в мезосапробных водоемах, загрязненной воде (Lemm., 1914).[ ...]

МаИотопаз — оболочка состоит из кремнистых чешуек, перекрывающих друг друга. Каждая чешуйка несет длинный тонкий кремнистый шип; клетка имеет один жгутик (рис. 28.34).[ ...]

Энергия, заставляющая хвост двигаться, получается при распаде адено-зинтрифосфата (АТФ). Об его образовании в митохондриях и его разложении спермозином фибрилл жгутика спермия сказано выше. В эякулированной сггерме барана содержится от 2,2 до 9,9 мг% АТФ (считая на количество фосфора в 3-й лабильной молекуле фосфата этого соединения). В епермиях быков, баранов и хряков, взятых из придатка, содержится 0,14—0,20 мг АТФ на миллион спермиев. В нормальных условиях количество АТФ поддерживается в сперме на одном уровне, но при недостаточном дыхании или гликолизе его количество быстро падает, так как два указанных процесса дают энергию для его восстановления. В плазме спермы АТФ нет, так как содержащиеся в ней фосфатазы разлагают его. При усилении дыхания митохондрии спермиев сокращаются. Снижение внешней концентрации АТФ также вызывает выход его из митохондрий. Из митохондрий АТФ попадает на фибриллы, вокруг которых обвит митохондриальный чехол, и разлагается, передавая энергию фибриллам.[ ...]

Возбудителями базального бактериоза является Pseudomonas syringae pv. atrofaciens Young, et al. (—Pseudomonas atrofaciens Stevens). Бактерии растут при температуре от 2 до 37 °С (оптимум 25—30 °С), но при 48 °С погибают в течение 10 мин. Устойчивы к высыханию, чувствительны к солнечным лучам и умеренно устойчивы к замерзанию.[ ...]

Фибриллярная формула 9+2 является универсальной не только для хвостов спермиев животных, но и для сходных с ними сократительных систем — ресничек мерцательного эпителия и жгутиков простейших (Bishop, 1962; Rothschild, 1962а, b; Поглазов, 1965; Metz, Monroy, 1967; Ebert, 1968).[ ...]

Передвижение бактерий осуществляется либо в форме ползущих движений, либо путем различных колебаний всего тела, либо при помощи нитевидных протоплазматических органов — жгутиков. По характеру расположения жгутиков все подвижные бактерии делятся на имеющих один полярный жгут (монотрихи). пучок жгутиков на одном конце клетки (лофотрихи) и жгутики по всей поверхности тела (перитрихи). Бактерии, у которых жгутики расположены на полюсах, движутся быстрее, чем бактерии с боковыми жгутиками.[ ...]

Черный пятнистый бактериоз пшеницы вызывают бактерии — Xanthomonas campestris pv. undulosa Young. et al. (=Xantho-monas translucens var. undulosa Hagl.). Это подвижные, мелкие, грамотрицательные палочки, с одним полярным жгутиком (см. рис. 7). Оптимальное развитие бактерий происходит при температуре 25—30 °С, при 50 °С они погибают.[ ...]

При поражении грибом О. brassicae (класс Chyiridio-mycet.es, порядок Chytridiales) в больной ткани находятся зооспорангии с длинными выводными канальцами, выходящими па поверхность, и зооспоры с одним жгутиком (см. рис. 54, 2). Можно обнаружить также покоящиеся споры, округлые или неправильной формы, с бугорчатой оболочкой. Мицелий отсутствует.[ ...]

Органеллами специального назначения являются органеллы движения, а также пищеварительные и сократительные вакуоли. Органеллы движения (локомоторные структуры) представлены псевдоподиями (ложноножками), жгутиками, или ресничками. Например, движение амебоидных организмов основано на движении цитоплазмы. Эктоплазма давит на эндоплазму, в результате чего цитоплазма перетекает в другой участок тела, где образуются псевдоподии, с помощью которых организмы передвигаются в разных направлениях. Жгутики построены из скрученных фибрилл (нитей), основания которых формируют особую гранулу (базальное тельце), называемую блефаропластом (кинетосомой). У свободноживущих простейших жгутики действуют в качестве «винтов», позволяющих вращение тела вокруг оси. Реснички имеют фибриллярную структуру.[ ...]

Хвощи обладают крупными и очень сложно устроенными сперматозоидами. Локомоторный (двигательный) аппарат сперматозоида состоит из спирально скрученного опорного тела, или блефаропласта, с многочисленными (около сотни) жгутиками, направленными у живого сперматозоида назад и в сторону. Каждый жгутик волнообразно изгибается и описывает в пространстве коническую поверхность (рис. 88). Продолжительность плавания сперматозоидов, направление и характер их движения (длина и амплитуда волны) зависят от состава и температуры воды.[ ...]

У широко распространенных видов эвдорины ценобии обычно эллипсоидные, состоят из 32 клеток, расположенных не в одной плоскости, а по периферии в поверхностном слое общей слизи в 5—8 рядов. Благодаря согласованному движению жгутиков всех 32 клеток ценобий довольно быстро передвигается в толще воды.[ ...]

После удаления воздуха пикнометру дают остыть (в случае кипячения), доливают до метки прокипяченной в течение 2ч и охлажденной дистиллированной водой и ставят около весов на 10 мин. Все всплывшие растительные остатки и пузырьки воздуха удаляют стеклянной палочкой или жгутиком из фильтровальной бумаги, доливают водой до метки, пикнометр насухо вытирают и взвешивают. Затем пикнометр освобождают от содержимого, ополаскивают, заполняют до метки дистиллированной водой, вытирают и взвешивают. После этого из пикнометра выливают воду, сушат, охлаждают и взвешивают его.[ ...]

Наблюдая за культурой одноклеточных зеленых водорослей Chlamydomonas, можно заметить, что временами они образуют плотные скопления, из которых затем выходят пары сливающихся клеток. Веществами, вызывающими такие скопления, являются гликопротеины, выделяющиеся в воду через жгутики [471, 472].[ ...]

У свободноплавающих форм жгуты отходят от переднего конца; плавательный (моторный) жгут немного длиннее, волочащийся — в 2 раза длиннее тела. В цитоплазме жгутики отходят от двух отдельных базальных гранул, которые располагаются тесно вместе, на поверхности ядра. Амебоидная форма образует короткие пальцевидные псевдоподии, при этом жгуты всегда сохраняются. Единстве нная сократительная вакуоля находится в заднем конце тела. Ядро хорошо заметно у живых клеток, в центре, ближе к переднему концу. Способ плавания жгутиконосцев этого вида весьма характерен и обычно является отличительной особенностью организма в смешанной культуре (Сандон, 1927). Жгутики прямые и почти жесткие, движения быстрые, с вибраторными колебаниями, благодаря чему тело движется прыжками. Цисты шаровидные или эллипсоидные, диаметром 12X15 мк. Внешняя оболочка толстая, отделена от внутренней широким пространством. Обнаружены в черноземах (Гельцер, 1964).[ ...]

Деление сперматогенной клетки обычно происходит перед оплодотворением. Она переходит в пыльцевую трубку, сопровождаемая клеткой-ножкой, и, делясь, дает начало двум мужским гаметам. В отличие от сперматозоидов саговниковых и гинкго, снабженных эффективно действующим локомоторным аппаратом — жгутиками, они лишены жгутиков и поэтому способны лишь к слабым амебоидным движениям. Как мы уже знаем, такие без-жгутиковые мужские гаметы называют спер-миями. Потеря жгутиков связана с тем, что в процессе эволюции функция доставки гамет к яйцеклеткам перешла к пыльцевой трубке. Этот переход функции доставки гамет к пыльцевой трубке не только более эффективен, но он, кроме того, привел к значительному упрощению спермиев.[ ...]

Нитчатые бактерии размножаются при помощи гонидий и конидий — особых спороподобных овальных телец, возникающих из концевых клеток нити. Гонндии созревают в материнской нити и отслаиваются от основной оболочки через образовавшееся к атому времени в конечной клетке отверстие. Если клетки снабжены жгутиками и обладают самостоятельным движением, то их называют гонидиями. Неподвижные клетки называют конидиями. Те и другие образования могут в дальнейшем прорастать и давать начало новой нити, соответствующей нитчатой бактерии. Но гоппдии некоторых бактерий, прикрепившись к подводным предметам, без прорастания, простым делением образуют новую нить, повторяя прежний цикл развития. Они могут иногда прорастать, не выходя из материнской нити, тогда происходит как бы ветвление нитей (рис. 70).[ ...]

Ресничками называют многочисленные (от нескольких десятков до нескольких сотен) короткие (порядка 5—10 мкм) образования, совершающие энергичные колебательные движения. Псевдоцилии, или ложные реснички, имеют Ьид длинных, очень тонких, неподвижных волосков, которые обнаруживаются чаще всего только после подкраски. Под жгутиками понимают длинные (в несколько десятков микрометров) малочисленные образования с меньшей, чем у ресничек, частотой биений и с волнообразным характером движения, почему их иногда еще называют унду-липодиями (лат. «унда» — волна, «подиум» — возвышение).[ ...]

Исключительное совершенствование отмечается в организации половых клеток, особенно мужских. У большинства беспозвоночных половые клетки обладают структурными компонентами, характерными для одноклеточных простейших и соматических клеток многоклеточных. Имеются центриоли, митохондрии и жгутик с аксоне-мой. У организмов, приспособившихся к жизни на суше, после развития внутреннего оплодотворения сперматозоиды развились в вытянутые структуры, а в их хвосте появились дополнительные цитоскелетные элементы. У высших наземных организмов развиваются разные формы подвижности сперматозоидов и разные типы акросом, что зависит от строения яйцевых оболочек.[ ...]

Бактерии и сине-зеленые водоросли (циа-неи) — две филогенетически родственные группы — резко отличаются от всех остальных живых существ (в том числе от грибов) отсутствием истинного ядра и тем, что ДНК лежит в их клетке свободно, погруженная в так называемую нуклеоплазму, которая не отделена от цитоплазмы ядерной мембраной. У них нет также митохондрий и сложных жгутиков. Жгутики у них (когда они имеются) устроены проще и имеют принципиально иное строение, чем у остальных организмов; их клеточная стенка состоит из гетерополимерного вещества му-реина, которое не было обнаружено ни у одной другой группы организмов. Эти организмы называют прокариотами (Ргосагуо-1а — доядерные). У всех остальных организмов, как одноклеточных, так и многоклеточных, имеется настоящее ядро, окруженное ядерной мембраной и тем самым резко отграниченное от цитоплазмы. Такие организмы называют эукариотами (Еисагуо1а — ядерные). Кроме ясно дифференцированного ядра и цитоплазмы, у них имеются также митохондрии, а у многих также пластиды и сложные жгутики. Постепенно стало выясняться, что различия между прокариотами и эукариотами гораздо более глубокие и фундаментальные, чем, например, различия между высшими животными и высшими растениями (те и другие—эукариоты).[ ...]

Биология его сложна. Обычно к осени в ткани наростов обнаруживаются покоящиеся споры — зимние зооспорангии с трехслойной оболочкой. Они округлые, золотисто-желтой или желто-коричневой окраски, 50— 80 мкм в диаметре. После перезимовки в покоящихся спорах образуются зооспоры с одним жгутиком, при помощи которого они активно передвигаются и проникают в ткани картофеля (глазки, листостебельные почки). После внедрения в ткань зооспоры теряют жгутик и образуют вегетативные тела — просорусы, или цисты.[ ...]

Контрактильные системы состоят из одинаковых белков (актомио-зина), организация которых одинакова. Молекулы сократительных белков способны изменять линейные размеры. Имеется большое разнообразие контрактильных систем, работающих по одному принципу. Несмотря на идентичное ультратонкое строение и одинаковые биохимические механизмы, обеспечивающие работу унду-лоподий, деятельность жгутиков разнообразна (рис. 4).[ ...]

У растений, по данным Портера (1965), микротрубочки играют весьма активную роль в движении цитоплазмы. Так, у широко распространенного папоротника орляка (Р1епсПит aquilinum) ядра сперматозоидов окружены многослойными структурами (ламеллярное тело), в которых наружный слой состоит из длинных пучков параллельно расположенных микротрубочек; у сперматозоидов хвоща (ЕдшзеШт) базальные тельца пучка жгутиков также ориентированы вдоль слоя микротрубочек. Движение плазмодия слизевика (РЬузапит) определяется токами жидкой цитоплазмы в трубках более плотной консистенции. Наличие большого числа микротрубочек и у других подвижных систем говорит об участии их в движении цитоплазмы. В то же время движение эктоплазмы, вызывающее формирование псевдоподий, осуществляется более тонкими (диаметром до 8 нм) цитоплазматическими нитями, которые обнаружены в большом количестве во многих клетках.[ ...]

Бактерии являются одноклеточными микроскопическими организмами, размеры которых измеряются микронами. В зависимости от формы среди бактерий различают бациллы, стафилококки, диплококки, стрептококки, вибрионы, спириллы (рис. 1). Бактерии многих видов подвижны, обладая жгутиками или ресничками.[ ...]

С усилением половой дифференциации количество мужских гамет в гаметангии возрастало. Так получился антеридий высших растений с его многочисленными мелкими сперматозоидами. Количество женских гамет, напротив, уменьшилось. Таким путем возник в конце концов архегоний с одной большой и неподвижной яйцеклеткой. В эволюции архегония стерилизация сказалась весьма сильно, а сама женская гамета лишилась жгутиков и стала неподвижной. Шейковая и брюшная канальцевые клетки архегония также были когда-то гаметами, но в процессе эволюции стерилизовались. У разноспоровых растений в связи с редукцией их гаметофитов редуцируются и видоизменяются также аптеридии и архегонии, а у голосеменных родов вельвичия и гнетум и у всех цветковых растений они уже вовсе не образуются.[ ...]

Бесполое размножение. Для бесполого размножения служат различного рода споры. Они характерны для всех представителей класса бангиевых, тогда как среди флоридеевых известны за очень редкими исключениями только в порядке немалиевых. Моноспорами называют споры, которые образуются по одной в клетке в результате превращения всего протопласта. Моноспоры не имеют жгутика и оболочки, после выхода из материнской клетки они способны к амебоидному движению. У бангиевых моноспоры образуются в любой клетке слоевища и до своего выхода не отличаются от вегетативных клеток. В классе флоридеевых (там, где они встречаются) моноспорангии образуются на веточках ограниченного роста. У водорослей, построенных по типу свободных нитей, в моноспорангии превращаются конечные клетки коротких боковых веточек. Иногда они образуются группами по два-три на одной и той же клетке-ножке (рис. 151, 1). У водорослей, имеющих более или менее плотное строение и дифференцированный коровой слой, в моноспорангии превращаются внешние клетки ассимиляционных нитей. Моноспоры отличаются от вегетативных клеток яйцевидной или шаровидной формой, богатым содержимым и интенсивной окраской. Созревшие моноспорангии открываются на вершине; голые моноспоры выходят в окружающую среду, через некоторое время одеваются оболочкой и начинают прорастать.[ ...]

Род дербезия (ОегЬез1а) включает нитчатые водоросли, распространенные не только в тропических, но и в умеренных морях. Слоевище их состоит из стелющихся и вертикальных разветвленных нитей. В месте отхождения ветвей, так же как и в основании спорангиев, образуются своеобразные перегородки. Они могут быть простыми или двойными, и тогда между ними остается короткий сегмент с хлоропластами и ядрами. Вегетативное размножение, кроме фрагментации, заключается в образовании на вершине ветвей своеобразных выводковых почек, которые, отделяясь, превращаются в новые растения. Для бесполого размножения служат зооспоры (изредка апланоспоры). Это крупные шаровидные клетки с венцом жгутиков на переднем конце (рис. 230, 2—3), содержащие несколько ядер и хлоропластов. При их образовании обычные вегетативные веточки меняют свою форму на шаровидную или грушевидную, и, отделяясь от слоевища перегородкой, превращаются в спорангии.[ ...]

На этой точке зрения особенно настаивает Маргулис (Margulis, 1975). Позднее поглощение клеток сине-зеленых водорослей могло бы привести к появлению автотрофного «организма», предка всего царства растений. Эта последовательность событий является чисто гипотетической и вызывает много скептических замечаний, но, по крайней мере отчасти, она может соответствовать действительности. До сих пор существуют близкие к предполагаемым симбионтам формы, включая бактерию Paracoccus denitrificans, рядом признаков напоминающую гипотетического свободножи-вущего предшественника митохондрии. Если теория Маргулис верна, то основная часть этой главы была посвящена второй стадии развития мутуализма, когда все более интегрируются друг с другом пары видов, каждый из которых по происхождению является симбиотической ассоциацией.[ ...]

Ряд исследователей указывает, что каротипоиды играют определенную роль е половом процессе у растений. Известно, что в период цветения высших растений содержание каротиноидов в листьях уменьшается. Одновременно оно заметно растет в пыльниках, а также в лепестках цветков. По мнению П..М. Жуковского, микроспоро-генез тесно связан с метаболизмом каротипоидов. Незрелые пыльцевые зерпа имеют белую окраску, а созревшая пыльца—желто-оранжевую. В половых клетках водорослей наблюдается дифференцированное распределение пнгмептов. Мужские гаметы имеют желтую окраску и содержат каротипоиды. Женские гаметы содержат хлорофилл. Высказывается мнение, что именно каротин обусловливает подвижность сперматозоидов. По данным В. Мевиуса, материнские клетки водоросли хламидомонады образуют половые клетки (гаметы) первоначально без жгутиков, в этот период они еще пе могут передвигаться в воде.[ ...]

ru-ecology.info

жгутики - это... Что такое жгутики?

plant_anatomy.academic.ru

Жгутики - это... Что такое Жгутики?

dic.academic.ru

Бактерии со жгутиками: строение, функции, виды, расположение

Существует большое количество микробов со жгутиками. Жгутики бактерий являются их характерными признаками, и они по этому принципу объединяются в таксономические единицы. Благодаря отросткам эти организмы способны совершать сокращения клетки и таким образом двигаться.

Для чего бактериям жгутики

Эти структурные элементы клетки определяют ее подвижность. Чаще всего это тонкие нити, которые берут свое начало еще от цитоплазматической мембраны. Некоторые виды микробов имеют существенно больший жгутик, чем сама клетка-хозяин.

Отростки способны проталкивать клетку в жидкой среде. Строение жгутика таково, что он может быстро перемещать тело-клетку, и при этом она будет преодолевать сравнительно большие расстояния. Движения эти совершаются по принципу пропеллера. Чтобы перемещаться, микробы используют один или несколько отростков.

У некоторых микробов отростки могут быть дополнительным фактором патогенности (болезнетворности). Это можно объяснить с тем, что он способствует приближению патогенного микроорганизма к здоровой клетке.

Из чего состоят жгутики

Эти части микроорганизма представляют собой спирально закрученные нити. Они имеют разную толщину и длину, а также амплитуду витка. Некоторые бактерии с жгутиками имеют сразу несколько разновидностей этих органов.

Состоят эти элементы клетки из специального белка – флагеллина. Он имеет сравнительно небольшую молекулярную массу. Это позволяет субъединицам молекул располагаться по спирали и таким образом составлять строение отростка определенной длины.

Кроме нити, жгут имеет крюк возле поверхности клетки, а также базальное тельце. С помощью такого тельца он надежно закрепляется в клетке.

Что такое ворсинки

Ворсинки иначе называются пили. Они присутствуют в разных организмах. Расположение этих структурных элементов бактериальной клетки различно. Обычно это цилиндры белковой природы, имеющие длину до 1,5 микрометра и диаметр до 1 микрометра. В одном микроорганизме могут быть пили нескольких видов.

Функции этих образований до конца еще не определены. Известно, что отдельные разновидности микробов имеют ворсинки. Наиболее очевидная роль, которую выполняют пили – прикрепление к субстрату и передвижение в среде.

Больше всего данных собрано о кишечных палочках, имеющих ворсинки-пили. Однако существует огромное количество микроскопических организмов, у которых строение ворсинок еще до конца не определено. Во всяком случае, бактериальные пили способствуют эффективному передвижению клеток.

Какие различия имеют жгутиковые микроорганизмы

В зависимости от количества и способа расположения все микроскопические организмы разделяют на такие типы:

1. Монотрихи. Это бактерии с одним жгутиком.
2. Лофотрихи. У этих клеток на конце есть пучок отростков.
3. Перитрихи. Такие микробы имеют много отростков по всей поверхности.
4. Амфитрихи. У этих микроорганизмов двустороннее, или биполярное расположение жгутиков.

Жгутики прокариот

У бактерий-прокариот такие элементы состоят только из одного участка субъединиц флагеллина. Возможно одно- или двустороннее расположение таких элементов. В значительной степени такие части клетки могут определяться различиями жизненного цикла.

У некоторых прокариотических бактерий могут быть пили. Количество этих структурных элементов позволяет бактерии двигаться или прикрепляться к субстрату.

Большинство прокариот имеют отличные приспособления для того, чтобы передвигаться в жидкой среде и тем самым повысить выживаемость при неблагоприятных факторах окружающей среды.

Жгутики эукариот

Жгутики у микроорганизмов-эукариот имеют гораздо большую толщину, а также сложную структуру. В отличие от микроорганизмов-прокариот, эти бактерии со жгутиками могут самостоятельно вращаться. Пили в таких организмах дают им возможность дополнительно прикрепляться к субстрату, а также совершать сложные движения.

У некоторых микроорганизмов жгутики имеют более сложную структуру – в виде микротрубочек. Такая трубочка имеет плотно упакованные нити молекул белка. Они превосходно справляются с движениями в различной среде. Микротрубочки возникли, очевидно, на поздних этапах эволюции микроорганизмов.

Как определить жгутики

Условно жгутики можно определить по прямому и косвенному методу.

Наблюдение бактерии в микроскоп – это прямое обнаружение этих элементов. Чтобы они были более заметными, применяется окрашивание специальными методами. Еще лучше жгутики заметны в электронный микроскоп.

Косвенно бактерии определяются по факту подвижности клетки. Лучше всего это обнаружить при помощи препарата «раздавленная капля», когда предметное стекло накрывается покровным. Часто для того, чтобы отростки были более заметны, искусственно затемняют поле зрения.

Изучение жгутиковых бактерий и их функций позволяет микробиологам находить способы борьбы с болезнетворными микроорганизмами, а также поле для их применения.

probakterii.ru

Биология для студентов - 11. Жгутики, фимбрии бактерий. Строение, функции, механизм движения

На клеточной поверхности многих прокариот имеются структуры, определяющие способность клетки к движению в жидкой среде. Это - жгутики. Их число, размеры, расположение, как правило, являются признаками, постоянными для определенного вида, и поэтому учитываются при систематике прокариот. Однако накапливаются данные о том, что количество и расположение жгутиков у одного и того же вида могут в значительной степени определяться условиями культивирования и стадией жизненного цикла, и, следовательно, не стоит переоценивать таксономическое значение этого признака.

Если жгутики находятся у полюсов или в полярной области клетки, говорят об их полярном или субполярном расположении, если вдоль боковой поверхности, говорят о латеральном расположении. 

Жгутики представляют собой длинные отростки, которые отходят от одного (монотрихи, лофотрихи) или обоих (амфитрихи) полюсов бактериальной клетки либо распределены по всей ее поверхности (перитрихи). Как и фимбрий, жгутики состоят из полимеризованных или плотно уложенных белковых субъединиц, которые придают им жесткую спиралеобразную форму и обусловливают серологические отличия разных видов бактерий.

У некоторых спирохет, например, Treponema pallidum и Borrelia burgdorferi, продольно расположенные жгутики собраны в осевую нить. Благодаря этому образованию, спирально охватывающему клетку, спирохеты могут активно передвигаться при помощи вращательных движений. Некоторые бактерии могут перемещаться по субстрату без видимых двигательных структур.

В зависимости от числа жгутиков и их локализации на поверхности клетки различают:

• монополярные монотрихи(один жгутик прикреплен к одному полюсу клетки;
• монополярные политрихи(пучок жгутиков расположен на одном полюсе клетки), биполярные политрихи (на каждом полюсе - по пучку жгутиков;
• перитрихи(многочисленные жгутики расположены по всей поверхности клетки или вдоль ее боковой поверхности.

В последнем случае число жгутиков может достигать 1000 на клетку.

Обычная толщина жгутика - 10-20 нм, длина - от 3 до 15 мкм. У некоторых бактерий длина жгутика может на порядок превышать диаметр клетки. Как правило, полярные жгутики более толстые, чем перитрихиальные.

Жгутик представляет собой относительную жесткую спираль, обычно закрученную против часовой стрелки. Вращение жгутика также осуществляется против часовой стрелки с частотой от 40 до 60 об/с, что вызывает вращение клетки, но в противоположном направлении. Поскольку клетка намного массивнее жгутика, она вращается со значительно меньшей скоростью - порядка 12-14 об/мин. Вращательное движение жгутика преобразуется также в поступательное движение клетки, скорость которого в жидкой среде для разных видов бактерий составляет от 16 до 100 мкм/с.

Изучение строения жгутика под электронным микроскопом обнаружило, что он состоит из трех частей. Основную массу жгутика составляет длинная спиральная нить (фибрилла), у поверхности клеточной стенки переходящая в утолщенную изогнутую структуру - крюк. Нить с помощью крюка прикреплена к базальному телу, вмонтированному в ЦПМ и клеточную стенку. Белковые субъединицы уложены в виде спирали, внутри которой проходит полый канал. Наращивание жгутика происходит с дистального конца, куда субъединицы поступают по внутреннему каналу. У некоторых видов жгутик снаружи дополнительно покрыт чехлом особого химического строения или же являющимся продолжением клеточной стенки и, вероятно, построенным из того же материала.

К поверхностным структурам бактериальной клетки относятся также фимбрии (пили, реснички, ворсинки) — жесткие прямые полые нити из белка пилина, локализованые на КС. Фимбрии короче и тоньше жгутиков: их диаметр 3–20 нм, длина 0,2–10,0 мкм.

Фимбрии — необязательная клеточная структура, так как и без них бактерии хорошо растут и размножаются. В отличие от жгутиков, фимбрии не выполняют двигательную функцию и обнаружены у подвижных и неподвижных форм. По своему функциональному назначению фимбрии подразделяются на 2 типа. Термин «фимбрии» чаще используется для обозначения общих пили, а термин «пили» — для обозначения секс-пили.

Фимбрии 1 (общего) типа имеются у большинства бактерий. Они покрывают всю поверхность клетки, располагаются перитрихиально или полярно. Количество фимбрий велико — от нескольких сотен до нескольких тысяч на одну бактери­альную клетку. Синтез фимбрий контролируется бактериальной хромосомой, утрата фимбрий приводит к их новому синтезу.

Покрывая всю клетку, фимбрии создают ворсистую поверхность. Иногда фимбрии сливаются в комки, придавая неопрятный вид клетке; в других случаях поверхность клеток покрыта войлокообразным чехлом, состоящим из сплетений тонких нитей.

Пили 2 типа (синонимы: конъюгативные, половые, секс-пили) образуются только мужскими клетками-донорами, содержащими трансмиссивные плазмиды (F, R, Col), в ограниченном количестве (1–4 на клетку), имеют терминальные вздутия.

Функции фимбрий.

Фимбрии обоих типов:

• Обладают антигенной активностью.
• На них адсорбируются бактериофаги (специфические вирусы бактерий).
• Адгезивная функция: обеспечивают прикрепление бактерий к клеткам слизистых оболочек организма хозяина и к другим субстратам (клеткам растений, грибов, неорганическим частицам и органическим остаткам).
• Механическая защита бактериальной клетки. Придают бактериям свойство гидрофобности и способствуют объединению клеток в группы.
• Увеличивают всасывательную поверхность клетки бактерий, участвуют в процессах питания, водно-солевого обмена и в транспорте метаболитов.

Половые пили: F–пили обеспечивают конъюгацию — передачу части генетического материала от донорской клетки к реципиентной.

vseobiology.ru

Смотрите также

• 
  Фото растения драцена
• 
  Растение касторовое масло
• 
  Касторовое масло растение
• 
  Зерновые растения список
• 
  Сон комнатные растения
• 
  Питомник растений лотос
• Лотос питомник растений
• 
  Биостимуляторы для растений
• 
  Бизнес растения комнатные
• 
  Развитие плода растения
• 
  Авито нижний растения