Funkcja i struktura wici: obszerny przegląd

Na wynos

• Wici – mikroskopijne organelle przypominające włosy – są tak ważne dla poruszania się. Składają się z włókna, czasami zbudowanego z kilku wici, które owijają się wokół komórki i przyczepiają do ciała podstawowego wewnątrz błony.
• Poruszają się na różne sposoby, takie jak obracanie, falowanie lub zginanie. Wszystko zależy od gatunku i środowiska.
• Różne składniki tworzące wici, w tym białko flageliny, które tworzy włókno podobne do włosa, ciało podstawowe i silnik, które kontrolują jego obrót, oraz polarny i związany z błoną charakter wici.
• Wici odgrywają również istotną rolę w tworzeniu i adhezji biofilmu. Zaobserwowano to, gdy receptor Toll-podobny 5 miał zmniejszoną adhezję po ekspozycji na szczepy bez bakteryjnego włókna wiciowego. 

Źródło obrazu- Wici–Wikipedia

Czym jest flagella?

Wici, mikroskopijne włosowate organelle są tak ważne dla poruszania się. Składają się z włókno, czasami składa się z kilku wici, które owijają się wokół komórki i przyczepiają się do ciała podstawowego wewnątrz błony. Wici bakteryjne poruszają się głównie, ale eukariotyczne wici i rzęski robią jedno i drugie. Zbudowane są z białka flageliny i może obracać się zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara pchnąć organizm w jednym kierunku.

Wici również odgrywają ważną rolę w tworzenie biofilmu i regulacja adhezji. Fimbriae lub pilusy, podobne do pojedynczej wici, specjalizować się w adhezji. Niektóre bakterie używają wici i pilusy typu IV do przyklejania się do powierzchni.

Lokalizacja i skład wici są kluczowe, ponieważ biorą udział w komunikacji i ruchu. Badania wykazały, kiedy obecne są liczne wici, przyczepność jest silniejsza – co czyni je niezbędnymi do przeżycia, zapobiegania infekcjom, i więcej!

Czas zrozumieć te maleńkie, ale kluczowe struktury. Zacznijmy lepiej doceniać mikrobiologię! Brać akcja i dowiedz się więcej o wiciach już dziś!

Funkcja wici

Wici to organelle ruchliwości będące jednocześnie zwartym aparatem 20 różnych rodzajów białek.

Funkcja wici może zależeć od rodzaju komórek, którymi się zajmuje, np algi, bakterie czy prokarioty, a także komórki zwierząt, którymi są eukarionty. Wici nie tylko tam są, ale widać też rzęski.

O wici bakterii mówi się dużo i są one dość złożone. Jego ciało przecina Ściana komórkowa podczas gdy krzywa w kształcie haka łączy korpus podstawowy z włóknem wici który jest podobny do bicza, a następnie tworzy kilka mikrometrów ciała bakteryjnego.

Wici, które są dość podstawowe, są uważane za przydatne do uszlachetnienia organizmu w dowolnej komórce, ale ostatnio postrzega się je jako coś więcej niż tylko ruchliwość i służą innym celom biologicznym.

Główna jednostka wici odgrywa dobrą rolę w układzie wrodzonym i ma antygen dominujący w odpowiedzi adaptacyjnej na odporność. Wydaje się również, że działają, biorąc udział w adhezji jako zrosty. Uważa się, że cała wici jest niezbędna odpowiedź na adhezję komórek i dostanie się do komórki gospodarza.

Aby zrozumieć funkcję wici i jej kluczową rolę w poruszaniu się komórek, zbadamy różne podsekcje jako rozwiązanie. W pierwszym podrozdziale zagłębimy się w rolę wici w poruszaniu się. Następnie przyjrzyjmy się włoskowatej strukturze wici w drugim podrozdziale. W trzecim podrozdziale poznamy zachowanie wici u bakterii, aw czwartym przyjrzymy się wici u eukariontów. Na koniec, w podrozdziale piątym, przyjrzymy się wici archeonów, aby lepiej zrozumieć ich unikalne cechy.

Rola wici w lokomocji

• Wici to specjalne struktury, które pomagają niektórym organizmom się poruszać. Wyglądają na długie bicze i napędzają organizm przez płyn, taki jak woda lub śluz. 
• Poruszają się na różne sposoby, np obracanie, falowanie lub zginanie. Wszystko zależy od gatunku i środowiska.
• Wici pomaga organizmom pływać, powiększać i poruszać się. Organizmy jednokomórkowe używają ich do pływania i kierowania pobieraniem składników odżywczych. 
• Organizmy wielokomórkowe, podobnie jak plemniki i mikroorganizmy, używaj wici do pływania do ich cel i dotrzeć do jedzenia.
• Nie wszystkie gatunki mają wici. Niektóre opierają się na pasywnej dyfuzji, co oznacza, że ​​ciśnienie osmotyczne pomaga im przemieszczać się z jednego obszaru do drugiego.
• Flagella była pierwsza udokumentowane około 450 milionów lat temu. To wtedy bakterie zaczęły ich używać chemotaksja, fototaksja i inne migracje.
• Wici są ważną częścią ewolucji. Pomagają organizmom nawigować i stać się kluczowymi adaptacjami dla wielu gatunków.

Struktura wici: włókno podobne do włosów

Flagella jest nitkowaty dodatek. Jest ważną częścią ruchliwości i chemotaksji bakterii. Jego przypominające włosy włókno składa się z podjednostki białka flageliny zwinięte w helisę na całej jego długości.

Warto zauważyć, że wici dzieli się na różne typy w zależności od ich ułożenia na powierzchni komórki bakteryjnej. Te typy obejmują

• monotryczny – Pojedyncza wić polarna. 
• amfitryczny – Po jednej wici na każdym końcu.
• Lofotryczny – Dwie lub więcej wici na jednym lub obu końcach. 
• peritrichous – Wici na całej powierzchni bakteryjnej.

Jeśli chodzi o funkcję wici, odgrywa rolę w patogenezie bakterii. Na przykład, Vibrio cholerae używa wici do kolonizacji i infekowania błona śluzowa jelit żywiciela. Co ciekawe, „flagella” brzmi jak taniec z lat 70.!

Wici W Bakteriach

Wici są niezbędne dla ruchu bakterii. Działają jak bicze, pomagając komórkom przemieszczać się w kierunku składników odżywczych i z dala od złych warunków. Ruch obrotowy silników u podstawy każdej wici napędza ją – jest napędzany siłą protonową lub gradientami jonów sodu.

 Liczba i położenie tych struktur jest różne, co daje bakteriom unikalne zachowania pływackie. Salmonella enterica może wygenerować do 100 cząsteczek ATP na sekundę z ich obracającej się wici. To się nazywa kataliza rotacyjna.

Białka motoryczne Vibrio mogą wiązać i transportować cząsteczki w komórce. To znaczy wici mogą pełnić wiele funkcji, pogłębianie naszej wiedzy o bakteriach.

Wici U Eukariotów

Komórki eukariotyczne mają złożoną strukturę. Rzęski i wici to dwie wyspecjalizowane organelle. Odgrywają różne role w ruchliwości komórek, wyczuwaniu środowiska i komunikacji.

Rzęski występują w wielu, od setek do tysięcy na komórkę, oni są około 10 µm długości. Flagella wejdź jeden lub dwa, i wahają się od kilku µm do ponad 200 µm długości. Cilia porusza się ruch oscylacyjny lub metachroniczny, tworzenie gradientu przepływu dla ruchu. Z drugiej strony wici przesuwają cząsteczki w górę lub w dół.

Archaealna wici

• Nietypowe wici bakteryjne mają cieńsza średnica i zwinięty kształt w pobliżu podstawy. 
• Wirują z kompleksami białkowymi zasilanymi przez ATP, podobne do eukariotycznych struktur wiciowych.
•  Zespół wici archeonów może być na zewnątrz lub wewnątrz komórki, w zależności od gatunku. 
• Jakieś archeony używaj razem wielu wici do ruchu.

Badania pokazują, że badanie różnych mikroorganizmów i ich odrębnych cech mobilności może otworzyć niezbadane możliwości dla inżynierii. Nie tylko to, ale te wici są jak modne dodatki dla bakterii!

Funkcja wici w komórkach prokariotycznych

• Istnieje wiele gram-ujemnych i dodatnich gatunków bakterie, o których mówi się, że mają wici. Funkcją wici w komórkach prokariotów jest pomoc w przemieszczaniu się bakterii, a także umożliwienie im procesu chemotaksji.
• Istnieją również inne zastosowania wici oprócz ruchu, który jest zupełnie inny u bakterii i podczas całego cyklu życia bakterii. Liczba bakterii jest różna i może być również polarna lub peritrichous.
• Wici bakteryjne mogą być przydatne w uczestnictwie w tworzeniu biofilmu wraz z eksportowaniem białka w postaci adhezji. Niektóre bakterie mogą być E. coli lub jedną z patogenności.
• Biorąc pod uwagę, że rozmiar włókna wici w komórce prokariotycznej jest mały, pomagają one w poruszaniu się, a także pomagają działać jako narząd czuciowy, który jest używany do wykrywania zmian temperatury i pH. otoczenia.
• W rzeczywistości mówi się, że wici są otoczone dodatkowym obszarem błony komórkowej, a zatem są również wykrywane w celu wykrycia wszelkich zmian pH. lub temperatury będąc w bliskim kontakcie z otoczeniem.

Funkcja wici w komórkach eukariotycznych

• Funkcja wici u eukariontów dąży do zachowania funkcji konserwatywnej i służy wykorzystaniu systemu transportu białek, służy ruchliwości, a także działa czuciowo.  
• Wici u eukariontów, takich jak zwierzęta i rośliny, służą jako cel ruchowy, który pomaga w ruchu, a także w chemotaksji. Bakterie mają tylko jedną wić i mogą mieć ich wiele, a także mogą być polarne.
• Istnieją nie tylko wici, ale także rzęski, które rozciągają się na powierzchni eukariontów. Są one zwykle związane z poruszaniem się i techniką są połączone z wnętrzem komórki przykrytym dodatkową błoną cytoplazmatyczną.
• Wici eukarionty w przeciwieństwie do tych, które występują u prokariotów, znajdują się w błonie cytoplazmatycznej. Dają organizmowi swobodę poruszania się tam iz powrotem wraz z obrotami wici. Nie występują u wszystkich eukariontów, ale u niektórych. Podczas ruchu zgodnego z ruchem wskazówek zegara następuje upadek, co pomaga w uzyskaniu ruchu organizmu uległa zmianie.
• Zarówno wici obecne u eukariontów, jak i prokariotów poruszają się w ruchu, poruszając się po okręgu włókien, które pomagają w napędzaniu komórki lub płynów wewnątrz komórki, aby przejść obok komórki. Ruch może być również podobny do bicza, oprócz tego, że jest również okrężny.

Źródło zdjęcia- rzęski –Wikipedia

Funkcja wici w algach

• Wici jest organellą, która pomaga komórce poruszać się do przodu i do tyłu. Oprócz tego ma również zastosowanie w organizmach. W środowisku wodnym mechanizm wici wykazuje nawet swoją reakcję na bodźce chemiczne, mechaniczne, świetlne i grawitacyjne ówczesnej komórki. Ogólnie wici pełnią tę samą funkcję w każdym typie komórki, ale różnią się kilkoma aspektami.
• Wici na algach pomagają również odgrywać istotną rolę w rozszczepianiu płciowym oogamicznych, anizogamicznych i izogamicznych gatunków alg, a głównie zielonych gatunków alg. Są również nazywane wiciowcami, ponieważ mają wici przypominające bicze. Nie może być stworzenie udaru mocy.
• W algach występuje trójfosforan adenozyny, cząsteczka dyneiny jest następnie aktywowana, a przypominająca bicz wici wygina się, gdy ramiona dyneiny po jednej stronie dyneiny mają tendencję do przekraczania mostu i aktywowania ich oraz pomocy w poruszaniu się po rurze.
• Gatunek Chlamydomonas posiadający wici ma charakter, który może zostać przekształcony w organelle płciowe w czasie gametogenezy. Wykazują specyficzną adhezję gatunkową lub reakcję aglutynacji pomiędzy komórkami dla przeciwnego typu kojarzenia. Dzieje się tak z powodu obecności cząsteczki zwanej aglutynacją, która jest widoczna na jej powierzchni.

Funkcja wici w komórkach

• Mówi się, że wici to struktura podobna do włosów, która jest mikroskopijna i bierze udział w ruchu komórek.
• Bardzo podstawową funkcją wici jest pomoc komórkom, a raczej wszystkim rodzaj komórki w ich ruchu. Jednak w niektórych z nich tzw można zobaczyć, że wici służą wielu innym funkcje, takie jak części sensoryczne i nie tylko. Definicja rodzajów wici zależy od ich wykorzystania w komórkach.
• Istnieją dwa rodzaje komórek wydaje się, które są eukariotyczne i prokariotycznych. Obie komórki mają wici, podczas gdy prokarioty mają zwykle tylko jedną lub więcej, a tylko kilka eukariontów ma wici. Istnieje wiele rodzajów wici i nie są one nazwane na podstawie struktury, ale ich ról.
• Wić jest najczęściej klasyfikowana jako cecha charakterystyczna komórki prokariontów, takich jak archeony i bakterie. Wraz z komórkami prokariotycznymi jest również powiązany z grupą pierwotniaków, które są również widoczne w gametach zwierząt, algach, mchach, śluzowcach i mchach.
• Ruch wici jest przyczyną prądów wodnych, które są potrzebne do procesu krążenia i oddychania gąbek i koelenteratów. Większość bakterii uważanych za ruchliwe jest spowodowana obecnością wici, która pomaga w ruchu.
• Istnieje jednak różnica między wzorem struktura dla prokariontów i eukariontów, a zatem są różne. Ich charakter polega na tym, że prawdopodobnie ruch przypomina bicz. Wici dość przypominają rzęskę w strukturze. Mają dziewięć par mikrotubul, z których każda ma białko.

Źródło obrazu- Pierwotniak –Wikipedia

Funkcja wici w komórce zwierzęcej

• Wici są ściśle określone przez ich zastosowanie w różnych typach komórek, a nie przez ich strukturę.
• Funkcja wici w komórkach zwierzęcych jest taka sama jak funkcja wici w komórkach eukariontów. Pomagają w poruszaniu się, które jest najczęstszą funkcją i jest również określane jako część organelli czuciowych.
• Zwierzęta' komórki mają nie tylko jedną lub więcej wici do poruszania się, ale także rzęski. W rzeczywistości są to wyrostki, które można znaleźć u prawie wszystkich drobnoustrojów i zwierząt, ale nie u roślin wyższego poziomu. W przypadku każdego eukariota, który ma tylko jedną komórkę, do ruchu potrzebne są zarówno wici, jak i rzęski.
• Wykorzystanie rzęsek polega na tym, aby woda poruszała się ze względną prędkością wewnątrz komórki związanej z regularnym procesem ruchu rzęsek. Proces ten może zakończyć przepływ wody przez komórkę, co dotyczy głównie pojedynczych gatunków komórek, lub drugi może być zawartością wody poruszającej się po powierzchni komórki.
• Ruch wici dla komórek eukariotycznych jest w rzeczywistości oparty na trifosforanie adenozyny dla ich energii, podczas gdy w komórkach prokariotycznych są one oparte na energii pochodzącej z siły napędowej protonów prokariotycznych lub określanej jako gradient jonów przez błonę komórki.
• Kształt wici jest spiralny u bakterii prokariotycznych i zawiera inkluzje, podobnie jak wici białkowe. Podstawa wici, zwana haczykiem, jest widoczna blisko powierzchni komórki i jest połączona z ciałem podstawowym w otoczce komórki. Otrzymuje ruch okrężny i zgodny z ruchem wskazówek zegara.

Struktura Wici

Aby zrozumieć budowę wici i sposób poruszania się, zabiorę Cię w mikroskopową podróż po tej fascynującej organelli. Zbadamy różne składniki, które składają się na wici, w tym Białko flageliny, które tworzy włosopodobne włókno, ciało podstawowe i silnik, które kontrolują jego obrót, oraz polarne i związane z błoną charakter wici. Dzięki tej eksploracji uzyskamy wgląd w złożoną maszynerię, która umożliwia poruszanie się wielu komórkom bakteryjnym i eukariotycznym.

Białko flageliny

Flagelina jest białkiem odpowiedzialnym za budowę i funkcję wici. Tworzy nitkowatą strukturę wici bakteryjnej. Białko to oddziałuje z białkami związanymi z hakiem i białkami motorycznymi, dyktując rotację i kierunek wici. 

Każdy gatunek bakterii ma ok unikalna sekwencja aminokwasowa, zapewnienie antygen dla układu odpornościowego gospodarza. Kierowanie Białko flageliny z lekami lub szczepionkami może pomóc w opracowaniu strategii zwalczania infekcji bakteryjnych.

Chociaż podstawowa struktura i funkcja flageliny pozostają niezmienne, mogą występować różnice między różnymi szczepami lub poszczególnymi komórkami w obrębie populacji. To zróżnicowanie prowadzi do różnorodności odpowiedzi na bodźce lub stresy środowiskowe.

Odkryj sekrety flageliny i jej roli w ruchu bakterii i infekcjach! Odkryj mechanizmy molekularne tej niesamowitej struktury bakteryjnej.

Ciało podstawowe i silnik u podstawy

Wici mają u podstawy kluczowe elementy, które umożliwiają ruch. 

• Połączenia Axosome to wyspecjalizowana struktura która służy jako platforma do wzrostu wici. 
• Ciało podstawowe i aparat ruchowy przymocować bezpośrednio do podstawy, wywołując falujący ruch i popychając wici do przodu.
• Ciało podstawowe odgrywa również kluczową rolę w określaniu polaryzacji komórek podczas podziału i jest głównym czynnikiem generującym przepływ płynów w narządach, takich jak płuca, mózg i układ rozrodczy. 
• Ciało podstawowe może wykryć defekty rzęsek/wici w ludzkich zaburzeniach genetycznych znanych jako ciliopatie. 
• Mogą one przedstawiać się jako rinfekcje dróg oddechowych, problemy z nerkami lub problemy neurologiczne, więc wczesne wykrycie jest niezbędne do leczenia.

Te wici mają polarną strukturę, która jest połączona z błoną i na pewno wiedzą, jak pozostać uziemionym!

Polarny i związany z błoną

Wici mają dwie struktury – polarną i związaną z błoną – które odgrywają zasadniczą rolę w ruchu bakterii.

Structure	Opis
Polarny	Ciało podstawowe, które łączy się z otoczką komórki i obraca się wokół własnej osi.
Związany z membraną	Przymocowany do błony cytoplazmatycznej za pomocą białek motorycznych i obraca się wokół swojego kształtu korkociągu.

Strukturę polarną można znaleźć na końcach bakterii, podczas gdy struktura związana z błoną obraca się. zdumiewająco, ich ruch może wytwarzać pchnięcia do 0.1 pikonewtona, wspomaganie napędu bakteryjnego. 

Więc przygotuj się na wirowanie z tymi wiciami, ponieważ są czymś więcej niż tylko powitaniem! (źródło: Biophysical Journal)

Rodzaje wici

Aby bardziej szczegółowo omówić rodzaje wici, zacznę od stwierdzenia, że ​​​​wici to podobne do włosów organelle używane do poruszania się i przylegania. Istnieją różne rodzaje wici, w tym monotricchous wici, peritrichous wici, tworzenie wici poza komórką i kilka wici naraz. Te podrozdziały dadzą nam wgląd w różne sposoby funkcjonowania wici i ich znaczenie dla różnych organizmów.

wici monotrycznej

Monotrichous Flagella to rodzaj wici z pojedynczy biczowaty wyrostek znajdujący się na końcu ciała bakterii. Pomaga bakteriom poruszać się i wyczuwać otoczenie. Kształt, rozmiar i materiał tych wici są różne. Jednakże, wszystkie pomagają bakteriom pływać i obracać się. Obrót wici popycha ją do przodu. 

Bakterie mogą łatwo zmienić kierunek, odwracając schemat rotacji. Liczba monotrichous wici na gatunek bakterii jest różna. Niektórzy mogą mieć tylko jeden, podczas gdy inni mogą mieć kilka równomiernie rozmieszczonych wokół ciała.

Naukowcy zasugerowali pokrycie brzegów wici monotrichous nanocząstki. Zwiększa to mobilność bakterii poprzez zmniejszenie lepkości i odporności. Technika ta wykazała również doskonałe wyniki w zastosowaniach medycznych, ponieważ pozwala na lepszą penetrację tkanek niż konwencjonalne antybiotyki.

Wici peritrichous

Peritrichous wici są przypominające włosy wypustki wykonane z nitkowatych włókien. Różne gatunki mogą mieć różne rodzaje włókien o różnych kształtach i rozmiarach, od spiralnych po spiralne pasma. Występują u kilku gatunków bakterii.

Tabela może pomóc wyróżnić niektóre kluczowe funkcje:

Kategoria	Przykłady	Kształt/forma
Spirala	Escherichia coli	Spirala z wieloma cewkami
Sztywny/spiralny	Lactobacillus acidophilus	Klasyczne ruchy zginające
wiciówka	Kiła	Pokręcone morfologie

Peritrichous wici często mają unikalne ruchy. Na przykład, Lactobacillus acidophilus wykorzystuje swoje sztywne/spiralne włókna do poruszania się w warstwie śluzu ludzkich jelit.

Naukowcy wierzą niektórym drobnoustroje przenoszone przez wodę wykorzystują swoją wici peritrichous jako system „wyczuwający”. wykrywać i unikać pasożytów lub drapieżników. Studia nt Cyanogranisomikrus (Cyano) pokazują, że wyewoluowały długie, wrażliwe włosy na końcach, aby lepiej wyczuwać zmiany i unikać źródeł zagrożeń.

Formacja wici poza komórką

Proces tworzenia wici poza komórką jest złożony. Różne podjednostki koordynują ze sobą, aby stworzyć wyrostek robaczkowy w uporządkowany sposób. Przyjrzyjmy się bliżej etapom powstawania wici poza komórką, jak pokazano w tabeli

STAGE	Opis
I	Forma pierścienia MS i pierścienia C
II	Łączą się pręciki i białka związane z haczykami
III	Montaż filamentu
IV	Eksport gotowych wici do samodzielnego montażu

Na przykład, Salmonella enterica Serovar Typhimurium ma Geny 40 które kodują składniki potrzebne do biogenezy wici.

Aby zmaksymalizować efektywność procesu, należy przestrzegać kilku wskazówek. 

1. Regulacja transkrypcji genów jest niezbędny do wytworzenia wystarczającej liczby podjednostek dla wici. 
2. Stężenia składników odżywczych muszą być zoptymalizowane za udaną syntezę wici. 
3. Wreszcie indukowanie pozakomórkowej odpowiedzi stresowej z czynnikami negatywnymi takie jak błękit metylenowy może stymulować biosyntezę egzopolisacharydów i pomagać w tworzeniu wici poza komórką.

Stosując się do tych wytycznych, możemy zwiększyć wydajność wici i lepiej zrozumieć biologiczne funkcje tego fascynującego wyrostka robaczkowego dla różnych typów bakterii. Kto powiedział, że wielozadaniowość jest niemożliwa? Te bakterie machają wieloma flagami swoimi wiciami!

Kilka wici naraz

• Wielorakie wici są wspólną cechą różnych mikroorganizmów. Te wici są w stanie pomóc organizmom w mobilności i funkcjach komórkowych.
• Każdy układ wici jest inny i odpowiada a kierunek pływania określonego organizmu. Wpływa to na to, jak poruszają się w swoim środowisku. 
• Wiele wici może również wpływać na ruch organizmu poprzez interakcję z otaczającymi je cząsteczkami wody.
• Co więcej, wiele wici może pomóc niektórym bakteriom uniknąć naturalnych mechanizmów obronnych naszego organizmu. 
• Przykładem tego jest Helicobacter pylori, który ma cztery do sześciu osłoniętych wici wokół centralnego włókna osiowego. To pozwala mu powodować choroby w wyściółce żołądka.

Ogólnie rzecz biorąc, liczne wici pomagają mikroorganizmom przetrwać w nieprzyjaznym środowisku i umożliwiają im wykonywanie skomplikowanej dynamiki przepływu dla ważnych funkcji biologicznych. Pomagają również w adhezji komórkowej.

Rola wici w adhezji komórkowej

Aby zrozumieć rolę wici w adhezji komórkowej, przyjrzyjmy się bliżej niektórym podrozdziałom, które mogą dostarczyć rozwiązania. Po pierwsze, mamy funkcję adhezyjną rzęsek i wici eukariotycznej. Idąc dalej, adhezja wici bakteryjnej to kolejny sposób, w jaki wici odgrywają ważną rolę. Zmniejszona przyczepność z jedną wicią jest również znaczącym podrozdziałem. W końcu, rola tworzenia biofilmu to znaczący podrozdział, który może pomóc nam zrozumieć rolę wici w adhezji komórkowej.

Adhezyjna funkcja rzęsek i eukariotycznych wici

Rzęski i wici eukariotyczne odgrywają kluczową rolę w adhezji komórkowej. 

• Pomagają przyczepiać komórki do powierzchni i innych komórek w różnych procesach. Jest to ważne dla rozwoju embrionalnego, gojenia się ran i migracji komórek. 
• Plus, ruch wici pomaga komórkom płynąć do składników odżywczych lub z dala od toksyn.
• Rzęski węchowe wyczuwają zapach u zwierząt poprzez wiązanie cząsteczek zapachowych. 
• rzęski ruchliwe na nabłonek oddechowy chronić przed patogenami przesuwając śluz w celu usunięcia. 
• Wici pomaga plemnikom przejść do zapłodnienia.
• Dysfunkcjonalne lub nieobecne rzęski/wici może powodować poważne zaburzenia, np PCD lub zespół Kartagenera. Powodują one przewlekłe infekcje dróg oddechowych i bezpłodność. 

Znajomość wad genetycznych pomaga diagnozować i leczyć te zaburzenia!

Adhezja bakteryjna wici

Adhezja wici bakteryjnej to sposób, w jaki komórki bakteryjne używają wici do przyklejania się do powierzchni. Wici są cienkie, przypominające bicze struktury, które wyrastają z powierzchni komórki i pomagają jej się poruszać. Pomagają również bakteriom mocno przyczepić się do tkanek żywiciela lub innych powierzchni.

Przyczepność jest ważna dla bakterii przeżycie i patogenność. To im pomaga kolonizować i infekować tkanki żywiciela oraz unikać układu odpornościowego. Działa poprzez rozpoznawanie i wiązanie się ze specyficznymi receptorami na powierzchni komórek gospodarza lub innych substratów.

Niektóre bakterie mają wiele rodzajów wici, z których każda pełni inną rolę w przyczepianiu i ruchliwości. Na przykład, Pseudomonas aeruginosa ma dwa rodzaje wici do pływania w płynnych środowiskach i przylegania jeszcze mocniej do powierzchni.

Według Frontiers in Microbiology, niektóre bakterie mogą nawet zmieniać właściwości swoich białek wici w zależności od warunków. To pozwala im przełączać się między różnymi mechanizmami mocowania.

Wygląda na to, że posiadanie tylko jednej wici jest komórkowym odpowiednikiem zapomnienia o skrzydłowym na imprezie!

Zmniejszona przyczepność dzięki jednej wici

Badania pokazują pojedynczą wić na powierzchni komórki prowadzi do zmniejszenia adhezji z innymi komórkami. Brak wici może wpływać na wiele procesów, zwłaszcza przyczepianie się do powierzchni lub innych komórek. Bakterie ewoluowały, aby kontrolować liczbę wici w celu regulowania interakcji między nimi.

Zmniejszenie liczby wici nie zatrzymuje całkowicie adhezji i zamiast tego tworzy agregaty, które różnią się od normalnych ruchliwych szczepów bakteryjnych. To pokazuje związek między bakteryjnymi czynnikami adhezyjnymi a aktywną maszynerią ruchu na powierzchniach bakteryjnych. Zrozumienie, w jaki sposób te mechanizmy napędzają adhezję podczas zarządzania ruchliwością, jest obszarem ciągłych badań.

Badanie opublikowane w Nature Communications wykazało Szczepy E. coli z wici miał zmniejszone wiązanie i zwiększone wskaźniki odrywania w porównaniu z niebiczowanymi odpowiednikami podczas interakcji z różnymi podłożami. Wskazuje to, że zmiany w zachowaniu bakterii spowodowane różnymi poziomami ekspresji przydatków mogą powodować zmiany w zachowaniach międzykomórkowych.

Wygląda na to, że tworzenie się biofilmu to nie zabawa – chyba że uważasz, że przyklejanie się do powierzchni jak lepki ex to dobry czas!

Rola w tworzeniu biofilmu

Wici są kluczowym czynnikiem w tworzeniu biofilmu. Te smukłe struktury białkowe promują adhezję komórkową i przyczepianie się do powierzchni oraz są ważne dla ruchliwości i spójności komórek. Wici mogą wchodzić w interakcje z cząsteczkami na otaczających powierzchniach, takich jak zewnątrzkomórkowe substancje polimerowe (EPS), wspomaganie kolonizacji i zwiększanie oporności na antybiotyki.

Badania wykazały, że komórki bakteryjne bez wici miały zmniejszony wzrost biofilmu. Elastyczność wici pozwala również bakteriom kolonizować trudno dostępne obszary, co utrudnia ich usunięcie.

Różne rodzaje bakterii wykazują różne warianty strukturalne wici, które można dostosować do różnych warunków środowiskowych. Na przykład, bakterie morskie mogą mieć dłuższe wici niż gatunki lądowe, co czyni je lepiej przystosowanymi do mokrych powierzchni.

Zrozumienie implikacji szczepów z niedoborem wici ma zasadnicze znaczenie dla zwalczanie chorób zakaźnych. Badania nad tymi organellami mogą doprowadzić do nowych strategii przeciwdrobnoustrojowych przeciwko trwałym biofilmom i zmniejszyć zapotrzebowanie na antybiotyki.

Regulacja rotacji wici

Aby regulować rotację wici, w grę wchodzi kilka mechanizmów. Zrozumienie kierunku, białek i systemów wydzielniczych zaangażowanych w rotację wici może pomóc ci zrozumieć, w jaki sposób twoje komórki mogą wykorzystywać wici do ruchu i adhezji.

• Zrozumienie roli wici kluczem jest to, w jaki sposób napędza bakterie w określonym kierunku. 
• W twojej błonie cytoplazmatycznej, tBiałka Mota i MotB odgrywają istotną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu wici. 
• Wreszcie regulacja ruchu wici można również kontrolować za pomocą układu wydzielniczego typu III. 

Kierunek obrotu

U niektórych bakterii podobny do przełącznika mechanizm zakodowany w genomie kontroluje względną pozycję dwóch kompleksów białkowych w obrębie silnika wiciowego. Nie wszystkie bakterie stosują tę metodę. Niektórzy mają stałe kierunki skrętu. Inni modyfikują swoje zachowanie podczas skręcania na podstawie sygnałów środowiskowych.

wibrio cholera może zwiększyć prędkość pływania przez warstwy śluzu poprzez zmianę szybkości rotacji wici. Pomaga to przetrwać i skolonizować różne obszary układu pokarmowego.

Magnetospirillum magnetum to kolejny przykład. Naukowcy badający to odkryli mechanizm, w którym dwa pierścienie motoryczne działają jak przeciwstawne trybiki, wytwarzając obroty w kierunku zgodnym lub przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, w zależności od ich orientacji w komórkach.

Białka Mota i MotB kontrolują również rotację. Jeden partner kontroluje obrót, podczas gdy drugi idzie na przejażdżkę. Niesamowity!

Białka MotA i MotB

Dwa białka, MotA i MotB, są kluczowe dla kontroli rotacji wici. MotA blokuje silnik na błonie komórkowej, podczas gdy MotB oddziałuje z wirnikiem u podstawy wici, pozwalając mu się obracać.

MotA wiąże się szczególnie z białkiem FliG i tworzy kompleks z innymi, np Białka MotB i CheAW. To wyrafinowane połączenie zapewnia płynne przenoszenie siły między kompleksami.

Konieczne jest rozpoznanie roli MotA i MotB w zagwarantowaniu prawidłowej pracy wici. Gdyby brakowało tych białek, bakterie miałyby trudności z poruszaniem się i komunikacją międzykomórkową. W związku z tym naukowcy są nadal zaangażowani w zdobywanie dalszych informacji na temat mechanizmów regulacji ruchliwości.

Regulacja wici poprzez systemy wydzielnicze typu III

Systemy wydzielania typu III są kluczowe dla regulacji rotacji wici. Zobaczmy, jak to działa:

Ewolucja krok po kroku	Opis
Krok 1	Odpowiednie bodźce środowiskowe wyzwalają ekspresję genów.
Krok 2	Korpus podstawowy jest montowany wraz z konstrukcjami pręta i haczyka.
Krok 3	Hak obraca się, zanim filament zostanie przymocowany do końcówki.
Krok 4	Montaż filamentu następuje po obróceniu haczyka w membranę.
Krok 5	Wiązanie ATP tworzy moment obrotowy, napędzając ruch wici.

• Wiele białek regulatorowych wykrywa zmiany w sygnałach środowiskowych. Następnie zmieniają poziomy ekspresji genów. 
• To niezwykłe bakterie wyewoluowały wiele sposobów kontrolowania rotacji wici, oparte na szlakach transdukcji sygnału, z udziałem aktywatorów lub represorów transkrypcji.
• Tak więc, bakterie będą konstruować nowe wirniki, gdy wymaga tego ich środowisko lub sygnały regulacyjne innych komórek. 

Co zaskakujące, wici mogą nawet „przesuwać palcem w lewo i prawo” w aplikacjach randkowych!

Inne funkcje wici

Aby zrozumieć inne role wici oprócz poruszania się, pozwól, że przeprowadzę cię przez tę sekcję „Inne funkcje wici”. Przedyskutuję 'Używanie wici jako organelli wydzielniczych”, „Funkcja pilusów typu IV z wici” i krótko „Wydzielanie przez błonę”. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o różnych zastosowaniach wici.

Używanie wici jako organelli wydzielniczych

Wici są znane nie tylko z ruchu komórkowego, ale mogą również działać jako organelle wydzielnicze. Znajdują się w bakterie, archeony i eukariontyi są używane do przesyłania białek, takich jak czynniki wirulencji, toksyny i enzymy.

Na przykład, 

• Salmonella Typhimurium używa swojej wici do przenoszą czynniki wirulencji i toksyny podczas infekcji. 
• w archeonach, wici ewoluowały, aby dostarczać białka. 
• Uważa się, że w przypadku grzybów i roślin wici pomagają w przebudowie ściany komórkowej.

Aby zwiększyć efektywność transmisji wiciowej, naukowcy mogą regulować długość haka lub modyfikować niektóre aminokwasy. Zrozumienie tego procesu może prowadzić do znacznych postępów w biotechnologii i medycynie.

Funkcja pilusów typu IV z wici

Pilusy typu IV to włókna występujące na powierzchni wielu organizmów prokariotycznych. Pomagają komórkom przylegać do powierzchni. Wici to przypominający bicz wyrostek, który pomaga komórkom poruszać się w wodzie. Zarówno pilusy typu IV, jak i wici odgrywają ważną rolę w procesach komórkowych.

Oto tabela ich funkcji:

Funkcjonować	Opis
Przyczepność	Pili typu IV mają silne wiązanie, podczas gdy wici mają słabe wiązanie.
koniugacja	Pilusy typu IV są używane do koniugacji bakteryjnej, ale wici nie.
Trakcja	Wici mogą przyciągać otoczenie za pomocą zwiniętych włókien.
Wykrywanie sygnału	Wici mają receptory, które wyczuwają zmiany chemiczne.

Znając funkcje obu Pili i wici typu IV mogą pomóc ci określić, które struktury są zaangażowane w określone procesy komórkowe. Po co martwić się o prywatność, skoro możesz ukryć wszystkie swoje sekrety przez membranę?

Wydzielanie przez błonę

Wici są niezbędne do wydzielania komórek. Pomagają przenosić cząsteczki przez błonę komórkową. Podobnie jak maleńkie pory lub kanały jonowe, wici działają jak ścieżki lub pompy transportujące substancje wewnątrz i na zewnątrz komórki. Aby zachować równowagę komórkową, proces ten musi być precyzyjnie kontrolowany.

Wici mają inny cel; wyczuwanie otoczenia. Ich kompleks białek motorycznych może wykrywać zmiany pH, temperatury i natężenia światła, co czyni je świetnymi łącze komunikacyjne między komórką a jej otoczeniem.

Niektóre bakterie nawet używają systemy wydzielnicze typu III podobne do wici, które dostarczają toksyny bezpośrednio do komórek gospodarza. Pozwala to patogenom przedostać się przez fizyczne bariery, takie jak błony komórkowe.

Wieki temu, Antonie van Leeuwenhoek odkrył i opisał wici, obserwując bakterie pod mikroskopem. Teraz wiemy, że te organelle są kluczowe dla przetrwania organizmu i rozwoju od zjadliwości bakterii do ruchliwości plemników w organizmach wyższych.

Często Zadawane Pytania

Czym są wici?

Odp .: Wici to wypustki przypominające bicze, które wystają z powierzchni komórki i służą do poruszania się bakterii.

Jaka jest różnica między rzęskami a wiciami?

Odp.: Rzęski i wici mają podobną budowę i funkcję, ale rzęski są krótsze i liczniejsze niż wici.

Czym są wici bakteryjne?

Odp.: Wici bakteryjne to długie, podobne do włosów struktury, które wystają z powierzchni niektórych rodzajów bakterii i służą do poruszania się.

Co to są wici archeologiczne?

Odp.: Wici archeologiczne mają podobną budowę do wici bakteryjnych, ale są zasilane przez inny typ białka motorycznego i są wykorzystywane do innych celów.

Jakie są główne składniki strukturalne wici bakteryjnej?

Odp.: Wici bakteryjne składają się z białka zwanego flageliną, które tworzy spiralne włókno wystające z powierzchni komórki. Wić jest głównie zakotwiczona do silnika u podstawy, który znajduje się w błonie cytoplazmatycznej.

Jak wici napędzają komórkę?

Odp .: Wici działają, obracając się ruchem przypominającym śmigło, które napędza komórkę do przodu. Ten ruch jest napędzany przez silnik umieszczony u podstawy wici.

W jaki sposób wici są wykorzystywane w życiu bakterii?

Odp .: Wici są wykorzystywane przez bakterie do różnych celów, w tym do poruszania się, adhezji i tworzenia biofilmów. Są również wykorzystywane jako organelle wydzielnicze do przemieszczania białek na zewnątrz komórki.

Jaka jest lokalizacja wici u bakterii Gram-ujemnych?

Odp .: U bakterii Gram-ujemnych wici znajdują się w przestrzeni peryplazmatycznej między błoną wewnętrzną i zewnętrzną i są przyczepione do warstwy peptydoglikanu ściany komórkowej.

W jaki sposób są spokrewnione flageliny z różnych bakterii?

Odp.: Flageliny z różnych bakterii mogą mieć podobną sekwencję i strukturę, ale często są unikalne dla określonego gatunku lub szczepu bakterii.

Jaki jest rozmiar wici prokariotycznej?

Odp .: Wici prokariotyczne mają zwykle około 10 nm średnicy i kilka mikrometrów długości.

Czy wici mogą powodować infekcje dróg moczowych?

Odp.: Tak, bakterie wiciowe, takie jak Escherichia coli, mogą powodować infekcje dróg moczowych, wykorzystując wici do przemieszczania się w górę cewki moczowej i do pęcherza moczowego.

Wnioski

Wici są kluczem do poruszania się i adhezji komórek. Są jak włosy znajdujące się wokół lub na komórce, używane zarówno przez komórki prokariotyczne, jak i eukariotyczne do ruchu. Wici bakteryjne składają się z wici i ciała podstawowego, podczas gdy wici eukariotyczne są zbudowane z tubuliny. Kierunkiem rotacji zarządzają białka Mota i MotB znajdujące się wewnątrz błony cytoplazmatycznej. Peritrichous wici rozprzestrzenia się na powierzchni komórki, podczas gdy monotrichous bakterie mają tylko jedną polarną wici. Wici mogą być również wykorzystywane do wydzielania, podobnie jak systemy wydzielnicze typu III, wykorzystując je jako organelle wydzielnicze pod błoną komórkową. Wici odgrywają również istotną rolę w tworzeniu i adhezji biofilmu. Ponadto różne szczepy lub gatunki bakterii wytwarzają różne rodzaje flagelin. W przeciwieństwie do tego, wici archeonów wyglądają jak struktury bakteryjnych pilusów lub fimbrii, ale działają tak samo jak wici bakteryjne.