Камшиче (флагелум): дефиниция, структура и функция при едноклетъчни
Камшиче (флагелум; мн. камшичета или флагели) е дълга, подобна на камшик клетъчна структура, която осигурява придвижване или други функции при редица едноклетъчни и многоклетъчни организми. То е основно изграждано от микротубули и при еукариотите е обвито от клетъчна мембрана, което го отличава от бактериалните (прокариотни) флагели.
Структура
При повечето еукариоти вътрешната структура на камшичето (аксонема) следва класическата 9+2 организация: девет двойки (дублети) микротубули около два централни единични микротубула. Движението се генерира от микротубули чрез ATP-зависими моторни протеини (основно диенинови ръце), които предизвикват взаимно приплъзване на дублетите и водят до огъване на аксонемата. В основата се намира базално телце (кинетосома), структурно подобно на центриола, което прикрепва камшичето към клетката.
Структурни елементи, важни за стабилността и функционирането, включват:
- диенинови ръце — моторната сила (консумират ATP);
- радиални спици и нексинови връзки — осигуряват координирано движение и въртящ момент;
- базално телце — точка на закрепване и организиране на аксонемата.
Функции
Камшичетата изпълняват разнообразни роли:
- локомоция — основната функция при много едноклетъчни (напр. евглени, някои протисти) и при специализирани клетки като сперматозоиди;
- преместване на течности или частици — при ресничести епителни клетки (мукоцилиарно прочистване);
- сензорни и сигнални роли — камшичетата и ресничките могат да възприемат механични и химични стимули и да предават сигнали към клетката;
- участие в клетъчното делене и развитие — чрез взаимодействие с цитоскелета и органелите.
Камшичета и реснички
Цилиите (реснички) и камшичетата са структурно много сходни; разликата обикновено е в размерите, броя и ритъма на биенето — ресничките са по-къси и по-многобройни, а камшичетата обикновено по-дълги и по-малобройни. Поради това е предложено протистите, които носят една от двете, да бъдат обединени във Phylum Undulipodia. Преди това Маргулис е предложил само ресничестите да бъдат включени във филум Ciliophora. Докато таксономията на протистите и сродните групи продължава да се развива, терминът Protista остава удобен за обсъждане на разнородни едноклетъчни форми.
Произход и еволюция
Цилиите и камшичетата са клетъчни органели — специализирани единици, подобно на митохондриите и пластидите. Докато за митохондриите и пластидите има силни доказателства за ендосимбиотичен произход от независими прокариоти (бактерии или археи) чрез симбиоза, цилиите и камшичетата най-вероятно са възникнали като модификации на еукариотния цитоскелет и не са продукт на същия тип ендосимбиоза. Все пак е полезно да се разглежда еукариотната клетка като комплексна "общност" от структури и генетични елементи, които са се кооперирали в процеса на еволюцията.
Допълнителни бележки
Важно е да се прави разграничение между еукариотни и прокариотни флагели: при прокариотите флагелите са изграждани от протеин (флагелин), нямат мембранно покритие и работят като въртящи се двигатели, докато при еукариотите камшичетата са мембранно обвити и използват микротубулна механика за вълнообразно или "S"-образно движение.
Кратко резюме: камшичето е микротубулно-основана, мембранно-обвита структура при еукариотите, която служи за придвижване, сензорика и други клетъчни функции, с характерна 9+2 аксонема и базално телце като организационна основа.
Разлика в начина на биене на камшика и ресничките. Флагелумът е този вляво, а ресничките - вдясно.
Видове
Досега са разграничени три вида камшичета: бактериални, археални и еукариотни. Основните разлики между тези три типа са обобщени по-долу:
- Бактериалните камшичета са спираловидни нишки, които се въртят като винтове. Те осигуряват два от няколкото вида бактериална подвижност.
- Археалните камшичета повърхностно приличат на бактериалните камшичета, но се различават в много детайли и се смятат за нехомоложни.
- Еукариотните камшичета - тези на животинските, растителните и протистите клетки - са сложни клетъчни издатъци, които се движат напред-назад. Еукариотните флагели се класифицират заедно с еукариотните подвижниреснички като ундулиподии, за да се подчертае ролята на техните характерни вълнообразни придатъци в клетъчната функция или подвижността. Първичнитереснички са неподвижни и не са ундулиподии; те имат структурно различнааксонема 9+0, а не аксонема 9+2, която се среща както при флагелите, така и при ундулиподиите на подвижните реснички.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява флагелумът?
О: Флагелът е дълга, подобна на камшик структура, която помага на някои едноклетъчни организми да се движат.
В: Какъв е съставът на флагела?
О.: Флагелът е съставен от микротубули.
В: Как флагелът помага на клетките и организмите да се движат?
О: Флагелумът помага на клетките и организмите да се движат с подобно на камшик движение.
В: Какво е движението на флагела при еукариотите?
О.: Флагелът на еукариотите обикновено се движи с "S" движение и е заобиколен от клетъчна мембрана.
В: Какво представляват ресничките?
О: Цилиите са клетъчни органели, които структурно са почти идентични с флагелите.
В: Какво е Protista?
О: Protista е съвкупност от различни едноклетъчни форми и засега е полезен термин.
В: Какъв е произходът на клетъчните органели като ресничките и митохондриите при еукариотите?
О: Всички или повечето от тези органели произхождат от някога независими прокариоти (бактерии или археи), а еукариотната клетка е "общност от микроорганизми", които работят заедно в "брак по сметка".
