鞭毛

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鞭毛(flagllum)在某些細菌菌體上具有細長而彎曲的絲狀物,稱為鞭毛。鞭毛的長度常超過菌體若干倍。在某些菌體上附有細長並呈波狀彎曲的絲狀物,少則1-2根,多則可達數百根。這些絲狀物稱為鞭毛,是細菌的運動器官

目錄

簡介

Bkbfc.jpg

鞭毛(flagellum)

原生質神經伸出細胞外形成的鞭狀物,一條或多條,有運動、攝食等作用。鞭毛蟲以及各種動植物的精子等都有鞭毛。

在某些菌體上附有細長並呈波狀彎曲的絲狀物,少則1-2根,多則可達數百根。這些絲狀物稱為鞭毛,作用是負責細菌的運動。

從一些原核細胞和真核細胞表面伸出的、能運動的突起。鞭毛較長,數目少;纖毛與鞭毛有相同的結構,但較短,數目多。細菌的鞭毛則有完全不同的結構。

鞭毛一般長約150微米,纖毛5~10微米,兩者直徑相近,為0.01~0.03微米。大多數動物和植物的精子都有鞭毛。精子及許多原生動物都以鞭毛或纖毛為運動器。

具有鞭毛的細菌大多是弧菌桿菌和個別球菌

纖毛和鞭毛由3個主要部分組成:中央軸纖絲、圍繞它的質膜和一些細胞質。軸纖絲從纖毛或鞭毛底部的基粒直達頂端,為一束直徑約220~240埃的微管,在基粒底部,則集聚成圓錐形束,深入到細胞質中。

軸纖絲橫切面的微管排列是9+2式,即中心有一對由中央鞘包裹著的微管,外圍環繞以兩兩連接在一起的9組微管二聯體。

基體的結構象中心粒一樣是9+0型,但它的9組微管是三聯體。纖毛或鞭毛二聯體中的微管,就是從基粒三聯體中兩根微管延伸出來的。

鞭毛和纖毛的運動是由於它們局部彎曲,從基部向頂端波浪式地推進的結果。由於

鞭毛

微管二聯體的長度不變,推測這種局部彎曲是由於相鄰的兩根微管二聯體沿長軸滑動引起的。局部滑動所需的能量是由ATP周期性水解提供的。

細菌鞭毛的結構和化學成分都與真核細胞的鞭毛完全不同,不存在9+2的微管型式,而是由2~5條,寬約40~50埃的微絲組成,其蛋白質成分是鞭毛蛋白。除螺旋體外,其他細菌的鞭毛都沒有質膜包被。雖然它們的基底也深入到原生質內的顆粒中,但這種顆粒與基粒毫無相似之處。細菌鞭毛運動的能源不是ATP,據認為是來源於細胞膜電子傳遞系統產生的一種電化學梯度。  

分類

根據鞭毛的著生部位的不同,可將鞭毛分為周生鞭毛,側生鞭毛,端生鞭毛。鞭毛著生於細菌周圍的稱為周生鞭毛,著生於一側的稱為側生鞭毛,著生於兩端的稱為端生鞭毛。

細菌有三種運動方式:在液體中泳動,在固體表面上滑行,在液體中旋轉梭動。細菌依靠鞭毛泳動。鞭毛是從細胞膜上一個基點生出的穿過細胞壁粘液層的細長絲狀物,其長度可以是菌體長度的幾倍。大多數球菌無鞭毛,有些桿菌生有鞭毛,螺旋菌都生有鞭毛。由於鞭毛很細,只有用特殊的染色法,才能用光學顯微鏡觀察到。  

化學成分

蛋白質.鞭毛蛋白具有較強的抗原性,可藉此進行細菌的鑒定和分型。

結構:鞭毛自細胞膜長出,游離於菌細胞外,有基礎小體、鉤狀體和絲狀體三部分組成。  

功能應用

鞭毛是細菌的運動器官。鞭毛菌在液體環境下可自由移動,速度迅速。

1. 化學趨向性運動,有助於細菌向營養物質處前進,而逃離有害物質.

2. 與細菌致病性相關

3. 可用以細菌的鑒定和分類

應用

①鑒別細菌

②分血清型.  

各種不同類型的鞭毛

細菌鞭毛

不同種類的細菌有不同的數目的鞭毛。Monotrichous細菌有一個單一的鞭毛(如霍亂弧菌 )。 Lophotrichous細菌有多種鞭毛設在細菌同樣的表面上,而協調一致地行動,將細菌進往單一的方向前進。

一些細菌,如selenomonas ,鞭毛是有組織外胞體

古菌鞭毛

古菌鞭毛,表面看起來類似細菌(或 Eubacterial)鞭毛。

1990年代曾發現了許多古菌和細菌鞭毛詳細的分歧,其中包括:

細菌鞭毛是由一個流動的 H + 離子,古鞭毛幾乎肯定由腺苷三磷酸[ATP]。

細菌細胞中往往有許多鞭毛的細絲,古鞭毛由許多長絲組成一捆。

真核生物鞭毛

真核鞭毛是完全不同於其它從原核生物鞭毛在結構和進化起源。

鞭毛可分為端生和周生  

運動機制

滑動學說

滑動模型

鞭毛的運動是由軸絲動力蛋白所介導的相鄰二聯體微管之間的相互滑動所致。從一個聯體的A管伸出的動力蛋白臂的馬達結構域在相鄰的二聯體的B管上「行走」,其過程如右圖。

滑動模型

⑴A管的動力蛋白頭部與B管的接觸促使動力蛋白結合的ATP水解,產物釋放,同時造成頭部角度的改變。

⑵新的ATP結合使動力蛋白頭部與B管脫離

⑶ATP水解,釋放的能量使頭部的角度復原

⑷帶有水解產物的動力蛋白髮揮活性,而另一側的動力蛋白則處於失活狀態,相鄰的二聯體之間的動力蛋白想兩側交替的滑動將導致鞭毛向不同方向彎曲。


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