Жгутик

Жгутик — это органелла движения, встречающаяся у прокариот (бактерий и архей), а также у ряда водорослей и простейших.

Строение жгутиков у разных организмов

У простейших и эукариот

• Основание называется кинетосомой (или базальным телом) и располагается в цитоплазме.
• Стержень (аксонема) имеет сложную структуру «9 + 2»: девять пар периферических микротрубочек окружают одну центральную пару.
• Вся конструкция снаружи одета плазматической мембраной клетки.
• Размеры: диаметр — около 0,2 мкм, длина — может достигать 150 мкм.
• Количество на клетку обычно невелико — от одного до четырёх.

У прокариот (бактерий)

• Основание (блефаропласт) встроено в клеточную оболочку и цитоплазматическую мембрану.
• Стержень состоит не из микротрубочек, а из спирально закрученных нитей белка флагеллина, образующих полую микротрубочку.
• Внешняя мембрана отсутствует, жгутик выходит непосредственно в окружающую среду.
• Размеры: диаметр — 12–18 нм, длина — до 20 мкм.
• Количество белковых нитей в жгутике варьирует у разных видов от 3 до 11.
• Количество жгутиков на клетку может быть от одного до нескольких сотен.

Функции и классификация

• Движение клетки обеспечивается вращением жгутика вокруг своей оси, а не биением, как у эукариот.

• Антигенные свойства: Бактериальные жгутики обладают антигенной активностью (Н-антигены), что важно для иммунного ответа и идентификации микроорганизмов.

• Классификация бактерий по расположению жгутиков:

  • Монотрих — один жгутик на полюсе клетки.
  • Лофотрих — пучок жгутиков на одном или обоих полюсах.
  • Амфитрих — по одному жгутику на каждом полюсе клетки.
  • Перитрих — многочисленные жгутики по всей поверхности клетки.

Современный контекст

Современные исследования показали, что бактериальный жгутик является одним из сложнейших молекулярных наномоторов в природе. Его вращение обеспечивается протонодвижущей силой (разницей концентраций ионов водорода по разные стороны мембраны) или, у некоторых бактерий, энергией ионов натрия. Генетический контроль сборки жгутика и его регуляции — классическая модель для изучения экспрессии генов и морфогенеза органелл. У эукариот жгутики и реснички (имеющие идентичное ультраструктурное строение «9+2») теперь объединяют под общим термином ундулиподии и признают их роль не только в движении, но и в сенсорных функциях и передаче клеточных сигналов.