Генерирование механических сил клетками животных

Локомоция у всех животных обусловлена изменением формы клеток, противодействующим сопротивлению окружающей среды, за счет использования энергии, высвобождающейся в ходе метаболизма. Локомоция обеспечивается тремя типами клеток жгутиковыми, ресничными и мышечными (рис. 10.1). Несмотря на морфологические различия, механизмы, приводящие к изменению их формы, сходны; все они включают зависимое от АТР образование поперечных мостиков между белковыми фибриллами.

Жгутик—это трубчатый вырост клеточной поверхности, окруженный мембраной, являющейся продолжением мембраны, покрывающей и всю клетку. Он содержит пучок белковых фибрилл, так называемую ак-сонему. которая, как показывает электронная микроскопия, состоит из двух центральных микротрубочек, окруженных кольцом из девяти пар микротрубочек (рис. 10.2). Изменение формы жгутика вызывается скольжением наружных дублетов друг по другу вследствие образования поперечных мостиков между соседними микротрубочками. Для образования каждого такого мостика требуется энергия фосфатной связи, поставляемая молекулой АТР (см. разд. 11). Тот же самый механизм действует в ресничках. Основное различие между этими структурами касается их абсолютной длины, характера размещения и биения. Длина волны, пробегающей по жгутику, обычно меньше его общей длины, поэтому он может генерировать более или менее постоянную силу, действующую параллельно его продольной оси (рис. 10,3,А).

В отличие от жгутика ресничка относительно короткая, и цикл ее движений часто включает жесткий сильный удар и гибкое возвращение назад (рис. 10.3.£). Постоянная движущая сила создается строго последовательным и координированным движением большого числа ресничек, расположенных на обширных участках поверхности в виде поясков или полос из многих тысяч этих органелл.