• 我的订阅
  • 科技

细菌鞭毛马达:最不寻常的生物结构 质子动力每分钟10万转

类别:科技 发布时间:2024-07-01 22:12:00 来源:浅语科技

如果您问什么生物结构最不像自然进化的,那应该就是细菌的鞭毛马达。

细菌鞭毛马达:最不寻常的生物结构 质子动力每分钟10万转

大部分细菌都可以在需要的时候长出鞭毛,然后通过旋转鞭毛来移动自己,以便寻找食物和躲避危险。

但是鞭毛的基座有一个生物界最不寻常的结构,正是它驱动了鞭毛旋转。

因为这个纳米级基体像机械马达一样工作,因此被称为鞭毛马达。

细菌鞭毛马达:最不寻常的生物结构 质子动力每分钟10万转

图:鞭毛马达的结构

鞭毛马达无论是能量效率,还是运行能力都秒杀所有人类制造的机械马达。

细菌鞭毛马达:最不寻常的生物结构 质子动力每分钟10万转

它由一组蛋白质构成,包括几个用于固定和支撑鞭毛的环,以及转子和定子等常规马达的结构。

鞭毛马达由质子动力驱动,质子动力是一个比较新的概念,它的原理就是细胞通过新陈代谢产生浓度梯度,质子天然会从浓度高的区域通过细胞膜转向低浓度区域,而质子跨膜过程会经历势能转化,生物可以利用这个制造ATP。

细菌鞭毛马达:最不寻常的生物结构 质子动力每分钟10万转

图:鞭毛马达质子动力示意图

对于鞭毛马达而言,定子结构负责将质子输送过膜,这个过程中产生的力矩使转子旋转(大多细菌输送的是氢离子,有一些则输送纳离子),并带动鞭毛。

转子本身的转速可以达到每分钟6000至100000次,但如果鞭毛上拥有鞭毛丝的话会大大降低鞭毛的实际转速。

也正因为它转速非常快,所以细菌的移动速度实际上非常快,每秒能达到 60个体长(也就是身体长度的60倍),作为对比,猎豹的最快速度是每秒25个体长。

细菌鞭毛马达:最不寻常的生物结构 质子动力每分钟10万转

它不仅速度极快,它的调整方向也相当快,只要转子上一种蛋白质略有变化,转向就瞬间发生改变。

鞭毛马达是一个相当复杂的结构,它只有当所有这些蛋白质都到位时才能运行,所以一些人认为生物不可能通过进化获得这种结构,它甚至已经成为创造论者的“吉祥物”。

但自然界就是这么神奇,不仅创造了鞭毛马达,而且这种结构还在生物中多次独立出现。

比如现在的古菌类,它们也拥有鞭毛马达,而且与细菌的鞭毛马达物理结构相似。

细菌鞭毛马达:最不寻常的生物结构 质子动力每分钟10万转

以前科学家认为古菌和细菌的鞭毛马达是共同起源的,但事实证明,这只是趋同进化的结果而已。

古菌的鞭毛马达与细菌的由众多不同,最明显的就是它不是质子动力,而是依赖ATP。

责任编辑:随心

文章内容举报

以上内容为资讯信息快照,由td.fyun.cc爬虫进行采集并收录,本站未对信息做任何修改,信息内容不代表本站立场。

快照生成时间:2024-07-02 09:45:07

本站信息快照查询为非营利公共服务,如有侵权请联系我们进行删除。

信息原文地址:

细菌和病毒的区别有哪些
...构,包括拟核、细胞质、细胞膜、细胞壁,特殊结构包括鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢。病毒属于非细胞生物,仅有核酸和蛋白衣壳,有些病毒在核衣壳外面有包膜,称为包膜病毒。3、生长方式不同细
2024-02-07 10:32:00
得了幽门螺旋杆菌怎么办?这些错误不要犯!11个常见症状要注意!
幽门螺旋杆菌,也被称为H. pylori,是一种单极、多鞭毛、末端钝圆、螺旋形弯曲的革兰氏阴性菌。它的长度约为2.5~3
2024-03-15 10:34:00
幽门螺杆菌是怎么产生的?一文揭晓答案
...简称Hp,外观为S型或弧形,在电镜下可观察到一极有多条鞭毛。它是一种人胃黏膜上的病原微生物,幽门螺杆菌能穿过胃黏膜表面的黏液层,到达黏膜层,这正是其特殊的鞭毛和螺旋结构所提供
2023-02-20 18:52:00
夏季预防细菌性食源性疾病小知识
...为革兰氏阴性杆菌,需氧或兼性厌氧,绝大部分具有周身鞭毛,能运动。人体感染后有多种临床表现,可分为胃肠炎型、类霍乱型、类伤寒型、类感冒型、败血症型,其中以胃肠炎型最为常见。开始
2024-05-24 06:59:00
微纳米机器人:探索神秘的微观世界
...该团队又通过仿生大肠杆菌的螺旋运动研制出人工“细菌鞭毛”,这种由纳米异质薄膜自卷曲技术制造的三维微螺旋,可在低场强旋转磁场驱控下完成精准的靶向药物递送。早期的研究更多聚焦在探
2023-12-06 02:46:00
植物遇险“呼救”机制揭秘
...繁殖,进而形成一道防线来保护植物。此外,沃斯特氏菌鞭毛中的一种多肽成分,还能进一步触发植物的“呼救”反应,加强植物与微生物之间的相互作用。这种相互作用对于植物的生长和健康可能
2024-03-22 02:04:00
一瓶“甲硝唑”几块钱,竟还能摆平这4种病?医生:别白白错过了
...硝唑还可以改善牙龈炎、幽门螺杆菌、阿米巴原虫和贾第鞭毛虫感染,甚至还可以及时破获产甲烷的古细菌!不愧为微生物捕手中的\"万金油\"。甲硝唑的灭菌作用过程可以说是实力上的单方面
2024-11-18 20:58:00
细菌能储存“记忆”并传给“曾孙”?
...的后代。科学家此前观察到,有过群聚运动(众多细菌在鞭毛驱动下进行的快速运动)经验的细菌会更愿意且更有能力成群结队地运动。巴塔查里亚等人希望厘清这一现象的内在原因。为此,他们设
2024-02-01 01:42:00
如果遇到幽门螺杆菌感染,及时咨询医生并按其指导进行治疗
...膜上。幽门螺杆菌具有特殊的形态结构,包括有贴附毛、鞭毛和弯曲的形态。因为其外膜排列紧密,以及自身能够通过产生酶类来中和胃酸,所以能在在胃黏膜上存活。在被感染的人体内,它会通过
2023-10-09 12:19:00
更多关于科技的资讯: