Contenu
- La Structure Des Cellules Prokaryotiques De Flagelles Est Simple
- Les flagelles eucaryotes ont une structure complexe
- Travail des flagelles par le mouvement de rotation du filament
- Les flagelles procaryotes de bactéries sont alimentés par un moteur flagellaire
- Les flagelles eucaryotes utilisent l'ATP pour se plier
- Les flagelles procaryotes sont importants pour la propagation bactérienne
- Les cellules eucaryotes utilisent des flagelles pour se déplacer à l'intérieur et à l'extérieur des organismes
La mobilité cellulaire est un élément clé de la survie de nombreux organismes monocellulaires et peut également être importante chez les animaux plus avancés. Les cellules utilisent des flagelles pour locomotion chercher de la nourriture et échapper au danger. Les flagelles peuvent être tournés pour favoriser le mouvement via un effet de tire-bouchon, ou ils peuvent agir comme des rames pour ramer des cellules dans des liquides.
Les flagelles sont présents dans les bactéries et chez certains eucaryotes, mais ces deux types de flagelles ont une structure différente.
Un flagelle bactérien aide les bactéries bénéfiques à se déplacer dans l'organisme et favorise la propagation des bactéries responsables des maladies lors d'infections. Ils peuvent aller où ils peuvent se multiplier et éviter certaines attaques du système immunitaire de l'organisme. Pour les animaux avancés, les cellules telles que les spermatozoïdes se déplacent à l'aide d'un flagelle.
Dans chaque cas, le mouvement des flagelles permet à la cellule de se déplacer dans une direction générale.
La Structure Des Cellules Prokaryotiques De Flagelles Est Simple
Les flagelles pour les procaryotes tels que les bactéries se composent de trois parties:
Le filament flagellaire est créé en transportant la flagelline protéique des ribosomes cellulaires à travers le noyau creux jusqu’à la pointe où la flagelline se fixe et fait croître le filament. Le corps basal forme le moteur du flagelle, et le crochet donne à la rotation un effet tire-bouchon.
Les flagelles eucaryotes ont une structure complexe
Les mouvements des flagelles eucaryotes et des cellules procaryotes sont similaires, mais la structure du filament et le mécanisme de rotation sont différents. Le corps basal des flagelles eucaryotes est ancré au corps de la cellule, mais le flagelle est dépourvu de tige et de disques. Au lieu de cela, le filament est solide et est composé de paires de microtubules.
Les tubules sont disposés en neuf doubles tubes autour d'une paire centrale de tubes en 9 + 2. Les tubules sont constitués de chaînes de protéines linéaires autour d'un centre creux. Les doubles tubes partagent une paroi commune alors que les tubes centraux sont indépendants.
Des rayons, des axes et des liaisons protéiques joignent les microtubules sur la longueur du filament. Au lieu d'un mouvement créé à la base par des anneaux en rotation, le mouvement du flagelle provient de l'interaction des microtubules.
Travail des flagelles par le mouvement de rotation du filament
Bien que les flagelles bactériens et ceux des cellules eucaryotes aient une structure différente, ils fonctionnent tous les deux par un mouvement de rotation du filament pour propulser la cellule ou faire passer les fluides au-delà de la cellule. Les filaments plus courts auront tendance à se déplacer alors que les filaments plus longs auront un mouvement en spirale circulaire.
Dans les flagelles bactériens, le crochet au bas du filament tourne à l'endroit où il est ancré à la paroi cellulaire et à la membrane plasmique. La rotation du crochet entraîne un mouvement des flagelles semblable à celui d'une hélice. Dans les flagelles eucaryotes, le mouvement de rotation est dû à la flexion séquentielle du filament.
Le mouvement qui en résulte peut être whiplike en plus de rotation.
Les flagelles procaryotes de bactéries sont alimentés par un moteur flagellaire
Sous le crochet des flagelles bactériennes, la base du flagelle est attachée à la paroi cellulaire et à la membrane plasmique des cellules par une série d'anneaux entourés de chaînes de protéines. Une pompe à protons crée un gradient de proton sur le plus bas des anneaux et le gradient électrochimique alimente la rotation force motrice de protons.
Lorsque les protons diffusent à travers la limite d'anneau la plus basse en raison de la force motrice du proton, l'anneau tourne et le crochet de filament attaché tourne. La rotation dans un sens entraîne un mouvement en avant contrôlé de la bactérie. La rotation dans l'autre sens fait que les bactéries se déplacent de manière aléatoire.
La motilité bactérienne qui en résulte, combinée au changement de direction de rotation, produit une sorte de marche aléatoire qui permet à la cellule de couvrir beaucoup de terrain dans une direction générale.
Les flagelles eucaryotes utilisent l'ATP pour se plier
La base du flagelle des cellules eucaryotes est fermement ancrée à la membrane cellulaire et le flagelle se plie plutôt que de tourner. Chaînes de protéines appelées Dynein sont attachés à certains des doubles microtubules disposés autour des filaments de flagelles en rayons radiaux.
Les molécules de dynéine utilisent l’énergie de l'adénosine triphosphate (ATP), une molécule de stockage d'énergie, pour produire un mouvement de flexion dans les flagelles.
Les molécules de dynéine font plier les flagelles en déplaçant les microtubules de haut en bas les uns contre les autres. Ils détachent l'un des groupes phosphates des molécules d'ATP et utilisent l'énergie chimique libérée pour saisir l'un des microtubules et le déplacer contre le tubule auquel ils sont attachés.
En coordonnant une telle action de flexion, le mouvement du filament résultant peut être en rotation ou en va-et-vient.
Les flagelles procaryotes sont importants pour la propagation bactérienne
Alors que les bactéries peuvent survivre pendant de longues périodes à l'air libre et sur des surfaces solides, elles se développent et se multiplient dans les fluides. Les environnements fluides typiques sont les solutions riches en nutriments et l'intérieur d'organismes avancés.
Bon nombre de ces bactéries, telles que celles du boyaux d'animaux, sont bénéfiques, mais ils doivent pouvoir trouver les nutriments dont ils ont besoin et éviter les situations dangereuses.
Les flagelles leur permettent de se déplacer vers les aliments, loin des produits chimiques dangereux et de se répandre lorsqu'ils se multiplient.
Toutes les bactéries dans l'intestin ne sont pas bénéfiques. H. pyloripar exemple, est une bactérie flagellée qui provoque des ulcères d'estomac. Il faut que les flagelles traversent le mucus du système digestif et évitent les zones trop acides. Lorsqu'il trouve un espace favorable, il se multiplie et utilise des flagelles pour se répandre.
Des études ont montré que le H. pylori les flagelles sont un facteur clé de l'infectiosité de la bactérie.
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Les bactéries peuvent être classées selon les numéro et emplacement de leurs flagelles. Monotriches les bactéries ont un seul flagelle à une extrémité de la cellule. Lophotricheux les bactéries ont un groupe de plusieurs flagelles à une extrémité.
Peritrichous les bactéries ont les deux flagelles latéraux et les flagelles aux extrémités de la cellule tout en amphitriches les bactéries peuvent avoir un ou plusieurs flagelles aux deux extrémités.
La disposition des flagelles influence la rapidité et la manière dont la bactérie peut se déplacer.
Les cellules eucaryotes utilisent des flagelles pour se déplacer à l'intérieur et à l'extérieur des organismes
Les cellules eucaryotes avec un noyau et des organites se trouvent dans les plantes et les animaux supérieurs, mais aussi en tant qu’organismes unicellulaires. Les flagelles eucaryotes sont utilisés par les cellules primitives pour se déplacer, mais ils peuvent également être trouvés chez les animaux avancés.
Dans le cas d'organismes unicellulaires, les flagelles sont utilisés pour localiser les aliments, pour se répandre et pour fuir les prédateurs ou les conditions défavorables. Chez les animaux avancés, des cellules spécifiques utilisent un flagelle eucaryote à des fins spéciales.
Par exemple, les algues vertes Chlamydomonas reinhardtii utilise deux flagelles d’algues pour se déplacer dans l’eau des lacs et des rivières ou dans le sol. Il s’appuie sur cette motion pour se répandre après la reproduction et est largement distribué dans le monde entier.
Chez les animaux supérieurs, le spermatozoïde est un exemple de cellule mobile utilisant un flagelle eucaryote pour se déplacer. C'est ainsi que les spermatozoïdes se déplacent dans l'appareil reproducteur féminin pour féconder l'ovule et commencer la reproduction sexuée.