结构生物化学/鞭毛
鞭毛(单数:鞭毛)是细胞的延伸部分,常见于许多细菌和古细菌中,甚至在一些真核细胞中也有发现。拥有鞭毛的细胞通常利用鞭毛作为其主要的运动方式。大多数细菌细胞使用鞭毛进行随机移动,称为随机游走,除非存在化学信号,在这种情况下,细胞将通过趋化性向吸引物移动(或远离排斥物)。
细胞中存在三种主要类型的鞭毛。
周生鞭毛是一系列出现在细胞周围各个方向的鞭毛。例如,大肠杆菌和沙门氏菌细胞具有周生鞭毛。
端生鞭毛是一组捆绑在一起,位于细胞一侧的鞭毛。
单生鞭毛只有一个鞭毛附着在细胞的一侧。
细菌/古细菌细胞:鞭毛的主要功能是使细胞能够运动。鞭毛由称为鞭毛蛋白的蛋白质单体组成。鞭毛能够通过顺时针或逆时针旋转来实现这一功能。当鞭毛(或单生鞭毛细胞的鞭毛)以逆时针方向旋转时,鞭毛推动细胞向前,朝向吸引物或远离排斥信号。当鞭毛以顺时针方向旋转时,整个细胞停止向前运动,以便改变方向。鞭毛能够通过在基体中产生扭矩来实现双向旋转。基体内有一种称为mot蛋白的特殊蛋白质,它产生扭矩来推动鞭毛的圆周运动。基体还作为鞭毛的锚定系统,由一组称为L、P、MS和C环的环组成。鞭毛能够通过Fli蛋白在顺时针和逆时针方向之间切换,Fli蛋白感知吸引物/排斥物的位置,并根据化学信号切换鞭毛的旋转方向(因此执行趋化性)。
真核细胞:真核细胞鞭毛在推动细胞向前运动的方式上与细菌细胞不同。由于真核细胞比细菌细胞大得多,因此大多数真核细胞鞭毛不是以顺时针/逆时针方向运动,而是以“鞭状”运动,这种运动由细胞中ATP水解提供能量。拥有鞭毛的真核细胞在细胞膜中还有更多微管,以帮助在细胞趋化性过程中提供支撑。
Slonczewski, Joan,和 John Watkins。Foster. 微生物学:一门不断发展的科学。纽约:W.W. 诺顿 &,2009年。印刷版。