VL 8 Flagellen Flashcards
Cilien der Eukaryoten
- > Ruderbewegung
- Mikrotubulus: 9 Doppeltubuli + 2 zentrale Tubuli
- Dynein bewegen sich auf Mikrotubulus -> Biegen (+ATP)
Schwärmen von Bakterien
Z.B. Proteus mirabilis
- Auf Oberflächen: Schwärmen oder “Rafting”
- Bildung langer Zellfilamente
Schwimmen mit Flagellen
Plaktonische Zellen-> Schwimmen
schnelle Fortbewegung: 20-100 µm pro Sekunde
Bakterien mit Flagellen
Vibrio: monopolar,monotrich Pseudomonas :monopolar, polytrich Chromatium :monopolar, polytrich Thiospirillium :monopolar, polytrich Spirillum: bipolar polytrich (amphitrich) Proteus: petritrich
Nachweis Flagellenbewegung
- Studieren mit anhaftener Zelle (thethered cells)
- Objektträger mit Antikörper gegen Flagellenprotein Flagellin
- Zellen haften an Oberfläche
- Rotation dreht die Zelle
Counter clockwise-Rotation
- Flaggellenbündel
- Bakterium schwimmt vorwärts
Clockwise-Rotation
- einzelne Flagellen verteilt ums Bakterium herum
- Bakterium taumelt
- 1/10 s bis wieder Flagellenbündel
Stoffgradientabhängigkeit des Schwimmen
ohne Stoffgradient: Schwimmen+ Stochastisches Taumeln
mit Stoffgradient: Schwimmphasen sind verlängert -> Bewegung zum steigenden Gradient hin
Wie steuert ein Bakterium sein Schwimmverhalten ?
- Wahrnehmung von Umweltreizen (Sensorik)
- Weiterleitung an Flagellen (Signaltransduktion)
- Schaltung der Flagelle (CW-CCW,langsam/schnell)
Aerotaxis
Reiz durch Sauerstoff
Phototaxis
Reiz durch Licht
Magnetotaxis
Reiz durch Magnetfeld
- Orientierung am Erdmagnetfeld
- Schwimmen zum Seegrund (anoxisch)
- Magnetit (Fe3O4) in Magnetosomen
- in Phospholipidvestikel eingeschlossen
Thermotaxis
Reiz durch Temperatur
Umweltreize
=Taxien
Sensiert über Rezeptoren, SIgnale werden an Flagelle weitergeleitet
Nachweis über: Lockstoff- oder Schreckstofftest
Sensorik bei Bakterien
1.Rezpetoren zur Wahrnehmung von Umweltreizen
=MCPs (Methyl-accepting Chemotaxis Proteins)
2.Che-Proteine werden abhängig von Umweltreizen modifiziert
Rezeptoren: Tar, Tsr, Tap, Trg, Aer
3.Motor
Chemotaxis-Rezeptoren
- MCPs in Cytoplasmamembran
- sehr regelmäßige Anordnung
- bevorzugt am Zellpol
- bis zu 10000 Moleküle
Chemmotaxis- Rezeptoren Aufbau
Sensordomäne -> Bindet Lockstoff/Schreckstoff
-Binding Proteins und Small Molecules
Membran
HAMP Domäne-> Input/ Output Control
Methylierungsdomäne-> Sensivität durch Methylierung beeinflusst: CheR,CheB binden , Kontrolle CheA-Aktivität
-Modification sites
Signaldomäne->Interaktion mit CheW-CheA
-Trimer contacts CheW binding, CheA control
Sensitivität der Rezeptoren
- CheR(Methyltransferase) überträgt Ch3 auf Repellent
- CheB wird durch CheA zu CheB-P (10 mal aktivere Demethylase
- CheB-P nimmt Ch3 vom Attractant auf
Demethylierung durch CheB
- deaminiert/demethyliert EQEQ zu EEEE, negative Ladung, weniger dicht gepacktes MCP
- > OFF
Methylierung durch CheR
CheR methyliert EQEQ -> Neutral in Ladung, dichter gepackt, Kinase aktive ->ON
Signalübertragung
Rezeptor –> CheA Kinase -> CheY-P= Taumelsignal -> Flagelle taumelt
Mycoplasma mobile
- Mitglied der Mollicutes
- Fisch- Parasit, keine Zellwand
- Gleitapperat auf Zellpberfläche
- gleitet auf Glas, Plastik, Tierzellen
- Geschwindigkeit 2-4 µm/sec
Gleitproteine Mycoplasma mobiles
Gleitproteine : Gli123, Gli521 + Beiprotein Gli 349
Etwa 450/Zelle
Gleitproteine Mycoplasma mobiles
Gleitproteine : Gli123, Gli521 + Beiprotein Gli 349 epimolare Menge
Etwa 450/Zelle
->Befestigt an Cytoskelett Struktur
Allgemeine Infos Bakterienflaggelen
E.coli
Salmonella
- 4 bis 6 Flagellen, bis 15 μm
- lang -Arbeiten wie eine “Schiffschraube”
- Antrieb über proton motive force (PMF)
- Etwa 12.000 Umdrehungen pro Minute -Zelle bewegt sich mit 25 μm/ sec
- 2 Drehrichtungen: CCW und CW
Flagelle (Aufbau)
- Basalkörper (Funktionseinheit, die vom Cytoplasma, bis in die LPS der Äußern Membran.
- Haken
- Filament
Basalkörper (Aufbau)
Cytoplasma: C-Ring besteht aus FilN und FilM (Schalter)
FilG (Rotor)
MS-Ring aus FilF und FinG in Cytoplasmamembran Stator aus MotAB (Motor) in Murein-Schicht: P-Ring in LPS L-Ring
Flagellenmotor (Aufbau)
MotA4 MotB2-Komplex = Antrieb der Flagelle
- 8-10 MotAB-Komplexe um FliG-Ring angeordnet; bilden Protonenkanal
- Protonenstrom durch MotAB bewirkt Drehung des FliG-Rings, dadurch bewegt sich gesamte Flagelle
Flagellenmotor (Physiologische Eigenschaften)
- Temperatur beeinflusst Leistung nicht:
bei 5 – 40°C schwimmt E. coli mit gleicher Geschwindigkeit! - pH-Wert der Umgebung: beeinflusst Leistung nicht
- Viskosität der Lösung: z.T. andere Flagellen gebildet
Flagellenmotor (Technische Daten)
Arbeitsspannung: 125 - 160 mV (Membranpotential)
Energieverbrauch: 1.200 Protonen / Umdrehung (70 H+ pro Generator kalkuliert)
Höchstgeschwindigkeit: 25 μm/sec (90.000 μm/h)
Flagelle Filament (Aufbau)
Filament besteht aus 11 FilC-Filamenten
Diese Filamente werden durch den Rotor und Haken transportiert um das Filament aufzubauen. (Typ III-Sekretionssystem)
Obendrauf ist eine Kappe, die hat 5 Beine
Flagelle (Info)
- Flagelle arbeitet wie Schiffschraube
- 20 Proteine am Aufbau beteiligt
- Antrieb: über Protonengradient (PMF)
- Che-System überträgt Umweltreiz bei der Chemotaxis
- CheY- P bestimmt die Drehrichtung der Flagelle bei E. coli
Gli123
innen an der Zellmembran mit P42 (ATPase->Motor)
Ankerprotein, Montage
Gli521
Gangschaltung, außen an der Zellmembran
Gli349
Beiprotein
Gleiten Mycoplasma mobiles
Pull->Return->Release
Pull(Stroke): Gli521 zieht an Beinprotein, Beinprotein bewegt sich
Return: Durch ATP Umsatz am Gli123 Verlängerung von Gli521
Release: Beinprotein löst sich
Übersicht Geschwindigkeit verschiedener Bewegungsarten
Schwimmen Flaggen 20-100µm/s
Ziehbewegung Typ iV Pili 1-2 µm/s
Gleiten Mycoplasma Gleitmaschine mit Gleitprotein 1-2 µm/s
Gleiten Myxococcales Tpy IV Pili, Gleistoffe 1-2 µm/MINUTE
