FLAGELA: EUKARIOTIK, PROKARIOTIK (STRUKTUR DAN FUNGSI) - BIOLOGI - 2025

Sebuah flagela adalah proyeksi seluler cambuk berbentuk yang berpartisipasi dalam penggerak dari organisme uniseluler dan dalam gerakan berbagai zat dalam organisme yang lebih kompleks.

Kami menemukan flagela di garis keturunan eukariotik dan prokariotik. Flagela prokariotik adalah elemen sederhana, dibentuk oleh mikrotubulus tunggal yang terdiri dari subunit flagellin yang dikonfigurasi secara heliks, membentuk inti berongga.

Sumber: LadyofHats. Versi bahasa Spanyol dari Alejandro Porto

Pada eukariota konfigurasinya adalah sembilan pasang mikrotubulus tubulin dan dua pasang terletak di regio tengah. Salah satu contoh khas flagela adalah ekstensi sperma, yang memberi mereka mobilitas dan memungkinkan sel telur untuk membuahi.

Silia, jenis pemanjangan sel lain, memiliki struktur dan fungsi yang mirip dengan flagela, tetapi jangan bingung dengan flagela. Mereka jauh lebih pendek dan bergerak secara berbeda.

Flagela pada prokariota

Pada bakteri, flagela adalah filamen heliks yang dimensinya berkisar antara 3 hingga 12 mikrometer dan diameter 12 hingga 30 nanometer. Mereka lebih sederhana dari elemen yang sama pada eukariota.

Struktur

Secara struktural, flagela bakteri tersusun dari molekul protein yang disebut flagellin. Flagelin bersifat imunogenik dan mewakili sekelompok antigen yang disebut "antigen H" yang spesifik untuk setiap spesies atau strain. Ini dikonfigurasi dengan cara silinder, dengan pusat berongga.

Pada flagela ini, kita dapat membedakan tiga bagian utama: filamen eksternal yang panjang, pengait yang terletak di ujung filamen, dan badan basal yang ditambatkan ke pengait.

Tubuh basal memiliki karakteristik yang sama dengan alat sekretori untuk faktor virulensi. Kesamaan ini dapat menunjukkan bahwa kedua sistem telah diwarisi dari satu nenek moyang yang sama.

Klasifikasi

Bergantung pada lokasi flagel, bakteri diklasifikasikan ke dalam kategori yang berbeda. Jika flagel terletak di kutub sel sebagai struktur kutub tunggal di salah satu ujungnya, itu monoterik dan jika melakukannya di kedua ujungnya itu adalah amfibi.

Flagel juga dapat ditemukan sebagai "bulu" di satu atau kedua sisi sel. Dalam hal ini, istilah yang diberikan adalah lophotric. Kasus terakhir terjadi ketika sel memiliki banyak flagela yang didistribusikan secara homogen ke seluruh permukaan, dan disebut peritrichous.

Masing-masing jenis penandaan ini juga menunjukkan variasi jenis gerakan yang dibuat oleh flagela.

Bakteri juga menampilkan jenis proyeksi lain di permukaan sel. Salah satunya adalah pili, lebih kaku dari flagel dan ada dua jenis: pendek dan banyak, dan panjang yang terlibat dalam hubungan seksual.

Gerakan

Dorongan atau rotasi flagel bakteri adalah produk energi yang berasal dari gaya penggerak proton dan tidak langsung dari ATP.

Flagela bakteri dicirikan dengan tidak berputar dengan kecepatan konstan. Parameter ini akan bergantung pada jumlah energi yang diproduksi sel pada waktu tertentu. Bakteri ini tidak hanya mampu memodulasi kecepatan, tetapi juga dapat mengubah arah dan gerakan flagel.

Ketika bakteri diarahkan ke area tertentu, mereka cenderung tertarik pada rangsangan. Gerakan ini dikenal sebagai taksi dan flagel memungkinkan organisme untuk pindah ke lokasi yang diinginkan.

Flagela pada eukariota

Seperti organisme prokariotik, eukariota menunjukkan serangkaian proses di permukaan membran. Flagela eukariotik terdiri dari mikrotubulus dan merupakan proyeksi panjang yang terlibat dalam gerakan dan penggerak.

Lebih lanjut, dalam sel eukariotik mungkin ada serangkaian proses tambahan yang tidak boleh disamakan dengan flagela. Mikrovili adalah ekstensi dari membran plasma yang terlibat dalam penyerapan, sekresi, dan adhesi zat. Ini juga terkait dengan motilitas.

Struktur

Struktur flagela eukariotik disebut aksonem: konfigurasi yang terdiri dari mikrotubulus dan kelas protein lain. Mikrotubulus dikonfigurasi dalam pola yang disebut "9 + 2", yang menunjukkan bahwa ada pasangan mikrotubulus pusat yang dikelilingi oleh 9 pasang luar.

Meskipun definisi ini sangat populer dalam literatur, definisi ini dapat menyesatkan, karena hanya satu pasangan yang terletak di tengah - dan bukan dua.

Struktur mikrotubulus

Mikrotubulus adalah elemen protein yang terdiri dari tubulin. Dari molekul ini, ada dua bentuk: tubulin alfa dan beta. Kelompok ini bersama-sama membentuk dimer, yang akan membentuk satuan mikrotubulus. Unit berpolimerisasi dan agregat secara lateral.

Ada perbedaan antara jumlah protofilamen yang dimiliki mikrotubulus yang terletak di sekitar pasangan pusat. Satu disebut tubulus A atau lengkap karena memiliki 13 protofilamen, berbeda dengan tubulus B yang hanya memiliki 10 sampai 11 filamen.

Dynein dan nexin

Masing-masing mikrotubulus terikat oleh ujung negatifnya ke struktur yang dikenal sebagai badan basal atau kinetosom, yang strukturnya mirip dengan sentriol sentrosom dengan sembilan triplet mikrotubulus.

Protein dynein, yang sangat penting dalam gerakan flagela eukariotik (ATPase), dihubungkan oleh dua lengan ke setiap tubulus A.

Nexin adalah protein penting lainnya dalam komposisi flagel. Ini bertanggung jawab untuk menggabungkan sembilan pasang mikrotubulus luar.

Gerakan

Pergerakan flagela eukariotik diarahkan oleh aktivitas protein dynein. Protein ini, bersama dengan kinesin, adalah elemen motorik terpenting yang menyertai mikrotubulus. Ini "berjalan" di mikrotubulus.

Gerakan terjadi ketika pasangan mikrotubulus luar bergeser atau tergelincir. Dynein terhubung ke tubulus tipe A dan tipe B. Secara khusus, alasnya dikaitkan dengan A dan kepala dengan B. Nexin juga berperan dalam gerakan.

Ada beberapa penelitian yang telah bertanggung jawab untuk menjelaskan peran spesifik dynein dalam gerakan flagela.

Perbedaan antara flagela prokariotik dan eukariotik

Ukuran

Flagela dalam garis keturunan prokariotik lebih kecil, mencapai panjang 12 um dan diameter rata-rata 20. Flagela eukariotik dapat melebihi 200 um dan diameternya mendekati 0,5 um.

Konfigurasi struktural

Salah satu karakteristik flagela eukariotik yang paling menonjol adalah organisasi mikrotubulus 9 + 0 dan konfigurasi serat 9 + 2. Organisme prokariotik tidak memiliki organisasi ini.

Flagela prokariotik tidak terbungkus dalam membran plasma, seperti halnya eukariota.

Komposisi flagela prokariotik sederhana dan hanya mencakup molekul protein flagellin. Komposisi flagela eukariotik lebih kompleks, terdiri dari tubulin, dynein, nexin, dan satu set protein tambahan - serta biomolekul besar lainnya seperti karbohidrat, lipid, dan nukleotida.

Energi

Sumber energi flagela prokariotik tidak disediakan oleh protein ATPase yang berlabuh di membran, tetapi oleh gaya motif proton. Flagel eukariotik memang memiliki protein ATPase: dynein.

Persamaan dan perbedaan dengan silia

Kesamaan

Berperan dalam penggerak

Kebingungan antara silia dan flagela sering terjadi. Keduanya merupakan proses sitoplasma yang menyerupai rambut dan terletak di permukaan sel. Secara fungsional, silia dan flagela adalah proyeksi yang memfasilitasi penggerak seluler.

Struktur

Keduanya muncul dari badan basal dan memiliki struktur ultra yang cukup mirip. Demikian pula, komposisi kimiawi dari kedua proyeksi tersebut sangat mirip.

Perbedaan

Panjangnya

Perbedaan penting antara kedua struktur ini terkait dengan panjang: sementara silia adalah proyeksi pendek (panjang antara 5 dan 20 um), flagela jauh lebih panjang dan dapat mencapai panjang lebih dari 200 um, hampir 10 kali lebih panjang. dari silia.

Kuantitas

Ketika sel memiliki silia, biasanya terjadi dalam jumlah yang signifikan. Berbeda dengan sel yang memiliki flagela yang umumnya memiliki satu atau dua.

Gerakan

Selain itu, setiap struktur memiliki gerakan yang khas. Silia tersebut bergerak dengan pukulan yang kuat dan flagela dengan gaya bergelombang seperti cambuk. Pergerakan setiap silia dalam sel tidak tergantung, sedangkan pergerakan flagela terkoordinasi. Silia berlabuh pada membran bergelombang dan flagela tidak.

Kompleksitas

Ada perbedaan yang mencolok antara kompleksitas silia dan flagela di seluruh struktur. Silia adalah proyeksi kompleks di sepanjang panjangnya, sedangkan kompleksitas flagel terbatas hanya pada alas, di mana motor yang bertanggung jawab untuk rotasi berada.

Fungsi

Mengenai fungsinya, silia terlibat dalam pergerakan zat ke beberapa arah tertentu dan flagela hanya terkait dengan penggerak.

Pada hewan, fungsi utama silia adalah mobilisasi cairan, lendir, atau zat lain di permukaan.

Referensi

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Biologi Molekuler Sel. Garland Science, Taylor dan Francis Group.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Sel. Marban.
3. Hickman, C.P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Prinsip Terpadu Zoologi. New York: McGraw-Hill. Edisi 14.
4. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biologi Mikroorganisme. Pendidikan Pearson.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2004). Mikrobiologi: pengantar (Vol.9). San Francisco, CA: Benjamin Cummings.