Flagela: eukariotik, prokariotik (struktur dan fungsi)

Flagela: eukariotik, prokariotik (struktur dan fungsi)

Sebuah flagela adalah proyeksi seluler cambuk berbentuk yang berpartisipasi dalam penggerak dari organisme bersel dan dalam gerakan berbagai zat dalam organisme yang lebih kompleks.

Kita menemukan flagela di garis keturunan eukariotik dan prokariotik. Flagela prokariotik adalah unsur sederhana, dibentuk oleh mikrotubulus tunggal yang terdiri dari subunit flagelin yang dikonfigurasi secara heliks, membentuk nukleus berongga.

Sumber: LadyofHats. Versi Spanyol dari Alejandro Porto [Domain publik]

Pada eukariota konfigurasinya adalah sembilan pasang mikrotubulus tubulin dan dua pasang terletak di wilayah tengah. Salah satu contoh khas flagela adalah ekstensi sperma, yang memberi mereka mobilitas dan memungkinkan pembuahan sel telur.

Silia, jenis perpanjangan sel lainnya, memiliki struktur dan fungsi yang mirip dengan flagela, tetapi jangan disamakan dengan flagela. Mereka jauh lebih pendek dan bergerak secara berbeda.

Indeks artikel

Flagela pada prokariota

Pada bakteri, flagela adalah filamen heliks yang dimensinya berkisar antara 3 hingga 12 mikrometer dan diameter 12 hingga 30 nanometer. Mereka lebih sederhana daripada unsur yang sama pada eukariota.

Struktur

Secara struktural, flagela bakteri terdiri dari molekul protein yang disebut flagelin. Flagelin bersifat imunogenik dan mewakili sekelompok antigen yang disebut “antigen H” yang spesifik untuk setiap spesies atau galur. Ini dikonfigurasi dengan cara silinder, dengan pusat berongga.

Dalam flagela ini, kita dapat membedakan tiga bagian utama: filamen luar yang panjang, pengait yang terletak di ujung filamen dan badan basal yang ditambatkan ke pengait.

Tubuh basal memiliki karakteristik yang sama dengan alat sekresi untuk faktor virulensi. Kesamaan ini dapat menunjukkan bahwa kedua sistem telah diwarisi dari nenek moyang yang sama.

Klasifikasi

Tergantung pada lokasi flagel, bakteri diklasifikasikan ke dalam kategori yang berbeda. Jika flagel terletak di kutub sel sebagai struktur kutub tunggal di salah satu ujungnya, itu adalah monoterik dan jika itu terjadi di kedua ujungnya itu adalah amfibi .

Flagel juga dapat ditemukan sebagai “bulu” di satu atau kedua sisi sel. Dalam hal ini, istilah yang diberikan adalah lophotric. Kasus terakhir terjadi ketika sel memiliki banyak flagela yang tersebar secara homogen di seluruh permukaan, dan disebut peritrik .

Masing-masing jenis flagel ini juga menunjukkan variasi dalam jenis gerakan yang dilakukan flagel.

Bakteri juga menampilkan jenis proyeksi lain pada permukaan sel. Salah satunya adalah pili, ini lebih kaku dari flagel dan ada dua jenis: yang pendek dan berlimpah, dan yang panjang terlibat dalam hubungan seksual.

Pergerakan

Dorongan atau rotasi flagel bakteri adalah produk energi yang berasal dari gaya gerak proton dan tidak langsung dari ATP.

Flagela bakteri ditandai dengan tidak berputar dengan kecepatan konstan. Parameter ini akan tergantung pada jumlah energi yang dihasilkan sel pada waktu tertentu. Bakteri ini tidak hanya mampu memodulasi kecepatan, tetapi juga dapat mengubah arah dan pergerakan flagela.

Ketika bakteri menargetkan area tertentu, kemungkinan akan tertarik pada stimulus. Gerakan ini dikenal sebagai taksi dan flagel memungkinkan organisme untuk pindah ke lokasi yang diinginkan.

Flagela pada eukariota

Seperti organisme prokariotik, eukariota menunjukkan serangkaian proses pada permukaan membran. Flagela eukariotik terdiri dari mikrotubulus dan merupakan proyeksi panjang yang terlibat dalam gerakan dan penggerak.

Selanjutnya, dalam sel eukariotik mungkin ada serangkaian proses tambahan yang tidak boleh disamakan dengan flagela. Mikrovili adalah perpanjangan dari membran plasma yang terlibat dalam penyerapan, sekresi dan adhesi zat. Ini juga terkait dengan motilitas.

Struktur

Struktur flagela eukariotik disebut aksonem: konfigurasi yang terdiri dari mikrotubulus dan kelas protein lain. Mikrotubulus dikonfigurasikan dalam pola yang disebut “9 + 2”, yang menunjukkan bahwa ada pasangan mikrotubulus pusat yang dikelilingi oleh 9 pasangan luar.

Meskipun definisi ini sangat populer dalam literatur , itu bisa menyesatkan, karena hanya satu pasangan yang terletak di tengah – dan bukan dua.

Struktur mikrotubulus

Mikrotubulus adalah unsur protein yang terdiri dari tubulin. Dari molekul ini, ada dua bentuk: alfa dan beta tubulin. Kelompok ini bersama-sama membentuk dimer, yang akan membentuk unit mikrotubulus. Unit berpolimerisasi dan agregat secara lateral.

Ada perbedaan antara jumlah protofilamen yang dimiliki mikrotubulus yang terletak di sekitar pasangan pusat. Salah satunya dikenal sebagai tubulus A atau lengkap karena memiliki 13 protofilamen, berbeda dengan tubulus B, yang hanya memiliki 10 hingga 11 filamen.

Dynein dan nexin

Masing-masing mikrotubulus melekat pada ujung negatifnya ke struktur yang dikenal sebagai badan basal atau kinetosom, yang serupa dalam struktur dengan sentriol sentrosom dengan sembilan kembar tiga mikrotubulus.

Protein dynein, yang sangat penting dalam pergerakan flagellar eukariotik (suatu ATPase), dihubungkan oleh dua lengan ke setiap tubulus A.

Nexin adalah protein penting lainnya dalam komposisi flagel. Ini bertanggung jawab untuk bergabung dengan sembilan pasang mikrotubulus luar.

Pergerakan

Pergerakan flagela eukariotik didorong oleh aktivitas protein dynein. Protein ini, bersama dengan kinesin, adalah unsur motorik terpenting yang menyertai mikrotubulus. Ini “berjalan” di mikrotubulus.

Gerakan terjadi ketika pasangan mikrotubulus terluar tergeser atau terpeleset. Dynein terikat pada tubulus tipe A dan tipe B. Secara khusus, basis dikaitkan dengan A dan kepala dengan B. Nexin juga berperan dalam gerakan.

Ada beberapa penelitian yang bertanggung jawab untuk menjelaskan peran spesifik dynein dalam gerakan flagellar.

Perbedaan flagela prokariotik dan eukariotik

Ukuran

Flagela pada garis keturunan prokariotik lebih kecil, dapat mencapai panjang 12 um dan diameter rata-rata 20. Flagela eukariotik dapat melebihi 200 um dan diameternya mendekati 0,5 um.

Konfigurasi struktural

Salah satu karakteristik paling menonjol dari flagela eukariotik adalah organisasi mikrotubulus 9 + 0 dan konfigurasi serat 9 + 2. Organisme prokariotik tidak memiliki organisasi ini.

Flagela prokariotik tidak terbungkus dalam membran plasma, seperti halnya dengan eukariota.

Komposisi flagela prokariotik sederhana dan hanya mencakup molekul protein flagelin. Komposisi flagela eukariotik lebih kompleks, terdiri dari tubulin, dynein, nexin, dan satu set protein tambahan – serta biomolekul besar lainnya seperti karbohidrat, lipid, dan nukleotida.

Energi

Sumber energi flagela prokariotik tidak diberikan oleh protein ATPase yang berlabuh di membran, tetapi oleh gaya gerak proton. Flagel eukariotik memang memiliki protein ATPase: dynein.

Persamaan dan perbedaan dengan silia

Kesamaan

Peran dalam penggerak

Kebingungan antara silia dan flagela sering terjadi. Keduanya merupakan proses sitoplasma yang menyerupai rambut dan terletak di permukaan sel. Secara fungsional, baik silia dan flagela adalah proyeksi yang memfasilitasi penggerak seluler.

Struktur

Keduanya muncul dari badan basal dan memiliki struktur ultra yang cukup mirip. Demikian juga, komposisi kimia dari kedua proyeksi sangat mirip.

Perbedaan

Panjang

Perbedaan penting antara kedua struktur terkait dengan panjang: sementara silia adalah proyeksi pendek (antara 5 dan 20 um panjangnya), flagela jauh lebih panjang dan dapat mencapai panjang lebih besar dari 200 um, hampir 10 kali lebih panjang dari silia .

Kuantitas

Ketika sel memiliki silia, biasanya dalam jumlah yang signifikan. Berbeda dengan sel yang memiliki flagela, yang umumnya memiliki satu atau dua.

Pergerakan

Selain itu, setiap struktur memiliki gerakan yang khas. Silia bergerak dengan gerakan yang kuat dan flagela dengan cara yang bergelombang seperti cambuk. Pergerakan setiap silia dalam sel adalah independen, sedangkan flagela terkoordinasi. Silia berlabuh ke membran bergelombang dan flagela tidak.

Kompleksitas

Ada perbedaan khusus antara kompleksitas silia dan flagela di setiap struktur. Silia adalah proyeksi kompleks sepanjang seluruh panjangnya, sedangkan kompleksitas flagel terbatas hanya pada dasar, di mana motor yang bertanggung jawab untuk rotasi berada.

Fungsi

Mengenai fungsinya, silia terlibat dalam pergerakan zat ke arah tertentu dan flagela hanya terkait dengan penggerak.

Pada hewan, fungsi utama silia adalah mobilisasi cairan, lendir atau zat lain di permukaan.

Referensi

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Biologi Molekuler Sel. Garland Science, Taylor dan Francis Group.
  2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Sel. Marban.
  3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., IĀ“Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Prinsip Terintegrasi Zoologi. New York: McGraw-Hill. Edisi ke-14.
  4. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biologi Mikroorganisme. Pendidikan Pearson.
  5. Tortora, GJ, Funke, BR, Kasus, CL, & Johnson, TR (2004). Mikrobiologi: sebuah pengantar (Vol. 9). San Francisco, CA: Benjamin Cummings.