Prokariotų išorinės struktūros Flashcards
Kas įeina į prokariotų išorines struktūras?
- Žiuželis
- Pilė
- Fimbrijos
- Kapsulė
- Gleivės
Glikokaliksas
Bakterijų glikokaliksas yra tirštas, lipnus, želatinos pavidalo polimeras, kuris yra ląstelės sienelės išorėje. Jo cheminė sudėtis priklauso nuo konkrečios bakterijų rūšies. Glikokaliksas sintetinamas ląstelės viduje (didžioji dalis) ir tik tada sekretuojamas į išorę. Jei jis tvirtai susikabinęs su sienele ir yra organizuotos struktūros, tai jis vadinamas ląstelės kapsule. Jei jis prisitvirtinęs laisvai ir nėra organizuotos struktūros, glikokaliksas vadinamas gleivių sluoksniu.
(gleivių sluoksnis yra daug lengviau pašalinamas, o kapsulė sunkiau, nes yra prisitvirtinusi)
Glikokaliksas kaip gleivių sluoksnis:
- Sunkiai vizualiai detektuojamas
- Lengvai deformuojamas
- Lengvai pašalinamas
- Sudėtis: polisacharidai, glikoproteinai, glikolipidai
Glikokaliksas kaip kapsulė:
- Tankus sluoksnis
- Sunkiai pašalinamas
- Gali būti prisitvirtinusi prie peptidoglikano (taip ji įtvirtinama prie ląstelės)
- Sudėtis: polisacharidai, baltymai ar polisacharidai kartu su baltymais
Glikokalikso funkcijos:
- Prisikabinimas prie kietų paviršių
- Bioplėvelių formavimasis (ląstelės susirenka į krūvą ir išskiriami angliavandeniai ir jie apgaubia ląstelę)
- Fagocitozės apsunkinimas (apgaunama imuninė sistema)
- Apsauga nuo išdžiūvimo
Žiuželio ypatybės:
- Neabejotinai unikali struktūra
- Įgalina judėjimą skysčiuose - savovara
- Žiuželiai yra spiraliniai
- Pasižymi rūšiai būdingu bangos ilgiui
- Žiuželio bangos ilgį ir formą dalinai nulemia baltymo flagelino struktūra
- Žiuželiai gali suktis iki 300aps/min greičiu ir stumti ląstelę į priekį
- Skystoje aplinkoje bakterijos gali judėti iki 60 ląstelės ilgių per sekundę greičiu
- Plaukimo greitis yra paveldimas požymis
Žiuželis yra sudarytas iš:
- Filamento
- Alkūnės
- Bazalinio kūnelio
Žiuželio filamentas:
- Nulemia judėjimą, besisukdamas formuoja žiuželio bangą
- Spiralinės struktūros
- Sudarytas iš baltymo flagelino- jis konservatyvus baltymas, jo seka labai stabili, negalimos mutacijos gene, iki 20-30 tūkstant. baltymo molekulių
- 20nm diametro
- 1-70 mikrometrų ilgio
- Įsistato į alkūnę - alkūnė įtvirtinta bazaliniame kūnelyje
- Ši struktūra geba suktis 360 laipsnių kampu (eukariotinių ląstelių žiuželis gali tik banguoti)
Alkūnė:
- Jungia bazalinį kūnelį su filamentu
* Perduoda žiuželio motoro sukurtą sukimo momentą filamentui
Bazalinis kūnelis:
*Įtvirtina žiuželį ląstelės paviršiuje
*Skirtinga struktūra Gram+ ir Gram-
*Gram-: L, P, MS ir C žiedai –> C- citoplazma, MS-membranos, P- peptidoglikanas, L-LPS.
*Gram+: MS ir žiedai
*Mot baltymai: MotB atsakingi už imobilizavimą, MotA-
motorinė funkcija
*Fli baltymai-motoro sukimosi valdymo baltymai
Žiuželio judėjimą užtikrina:
- “Rotorinis variklis”
- Rotorius (bazalinis kūnelis) - MS ir C žiedai užtikrina sukimąsi
- Statorius (Mot baltymai)-apsupa rotorių, generuoja sukimo momentą
- Naudojama protonovaros jėga - vandenilio jonai padeda su tuo susitvarkyti
Žiuželio judėjimas padedamas protonovaros jėgos:
- Vandenilio protonai judėdami pro Mot komplekso baltymų kanalus sužadina elektrostatines jėgas ant spirališkai rotoriuje (MS ir C) išsidėsčiusių krūvių
- Traukos jėgos tarp + ir - krūvių suka bazalinį kūnelį
- Vieno žiuželio apsisukimo metu - 1000 protonų (tai vyksta labai dideliu greičiu)
Žiuželio plaukimo stadijos:
- Lygus plaukimas tiesia trajektorija - bėgimas
- Baketrija “bėga” žiuželiui sukantis prieš laikrodžio rodyklę (žiūrint iš žiuželio galo bakterijos ląstelės kryptimi)- CWW
- Bakterijos vartosi žiuželiui sukantis pagal laikrodžio rodyklę - CW
- Vartymasis prasideda tada, kai bent 25% žiuželių pereina nuo sukimosi prieš laikrodžio rodyklę, prie sukimosi pagal laikrodžio rodyklę (čia kalbant apie mikroorganizmus, kurie turi daugiau nei vieną žiuželį)
Žiuželių įvairovė:
- Poliniai žiuželiai:
- Monotrichiniai
- Lofotrichiniai - daug žiuželių
- Amfitrichiniai
- Nepoliniai žiuželiai:
- Peritrichiniai
Kokie archėjų žiuželiai? (flagelinai)
- Flagelinai: dauguma archėjų turi kelis flagelinų genus (bakterijos turi tik 1 flageliną), kurių raiška vyksta tuo pačiu metu. Dauguma bakterijų turi 1 tipo flagelinus.
- Flagelinų dydis: archėjų flagelinai mažesni (200 aminor.), o bakterijų 300-600 aminorūgš.
- Flimanetų skersmuo: archėjų filamentų skersmuo perpus mažesnis
Archėjų žiuželių ypatybės:
(archėjos yra tarpinis organizmas tarp bakterijų ir eukariotų)
- Modifikavimas - daugumos archėjų flagelinai po transliacijos glikozilinami. Bakterijų flagelinai modifikuojami labai retai.
- Lyderinės sekos (lemia, kur baltymas bus perneštas) -visi archėjų flagelinai turi trumpą N-lyderinę seką. Bakterijų flagelinai šių sekų neturi
- Alkūnė-bakterijų žiuželiuose išreikšta gerai, tačiau silpnai išreikšta arba jos visai nėra archėjose.
- Bazalinis kūnelis -bakterijose gerai išreikštas, archėjose ikišiol nerastas
- Filamento surinkimas - bakterijų filamentas “auga” nuo viršiaus distaliniame gale, o archėjų, manoma, proksimaliniame gale (nuo apačios auga žiuželis)
- Energija-bakterijos naudoja protanovaros jėgą, o archėjos ATP
Periplazminiai žiuželiai:
- Būdingi spiralės formos bakterijoms
- Leptospira sp., treponema primitia
- Struktūra panaši į žiuželių, tačiau išsidėsto sienelės viduje
- Sukdamasi sąlygoja spirochetų sraigtinį judėjimą klampiais skysčiais
Fimbrijos
- Įvairus skaičius (iki kelių šimtų ląstelei)
- Gali būti išsidėsčiusios po visa ląstelės paviršių (nesvarbu ar polinis ar nepolinis paviršius)
- Linkusios sukibti viena su kita ar prie įvairių paviršių
- Vaidmuo bioplėvelių sudaryme
Pilės
- Ilgesnės nei fimbrijos
- Nuo vienos iki kelių ląstelei
- Funkcijos: “judėjimas” -pilių pagalba prisitvirtinama prie objektų ir trumpėjant pilėms ląstelė yra traukiama link objekto; Konjugacija - pilėmis bakterijos susiranda ir prisijungia prie kitos bakterijos, kuriai galiausiai perduoda DNR. Tokios pilės vadinamos konjugacinėmis arba lytinėmis.
Taksis:
Kryptingas bakterijų judėjimas:
- Chemotaksis - su metabolizmu nesusijęs taksis
- Energetinis taksis -su metabolizmu susijęs taksis–> aerotaksis (skirtingų substratų, kuriuos mikroorganizmas gali metabolizuoti taksis), fototaksis, alternatyvių elektronų akceptorių taksis
Chemotaksis
- Teigiamas taksis - judėjimas link cheminės medžiagos –> medžiaga chemoatraktantas
- Neigiamas taksis - judėjimas nuo cheminės medžiagos –> medžiaga chemorepelentas
- Ta pati medžiaga vienoms bakterijoms gali būti atraktantas, kitoms repelentas (ksentobiotikai)
Cheminio gradiento jutimas
- Ląstelės nejaučia koncentracijos gradiento
- Nejaučia erdvinės koncentracijos
- Jaučia laikiną koncentraciją
Fototaksis
- Judėjimas, nulemtas šviesos
- Tikrasis fototaksis - judėjimas link intensyvesnės šviesos
- Skotofobotaksis - Judėjimas iš staigios tamsos link šviesos (įmanomas stebint mikroskopu)
Kiti įmanomi taksiai:
- Aerotaksis - judėjimas, nulemtas deguonies
- Osmotaksis - judėjimas, nulemtas osmoliaringumo
- Hidrotaksis - judėjimas, nulemtas drėgnumo/vandens
- Galvanotaksis - judėjimas, nulemtas elektrinio lauko
- Geotaksis (gravitaksis) - judėjimas, nulemtas sunkio
- Magnetotaksis - judėjimas, nulemtas magnetinio lauki
- Termotaksis - judėjimas, nulemtas temperatūros
