纤毛和鞭毛的区别

主要区别–纤毛与鞭毛

纤毛和鞭毛是细胞中的外部结构，主要参与细胞的运动。纤毛是短的毛发状结构，大量存在于一些细胞表面。鞭毛是细长的线状结构，仅在细胞的一端数量较少。纤毛以协调的节奏跳动，而鞭毛则相互独立地跳动。纤毛仅存在于真核细胞中。鞭毛存在于原核细胞和真核细胞中。含有运动纤毛和鞭毛的生物体可归类为undulipodia。这 主要区别 纤毛和鞭毛之间是 纤毛防止灰尘在呼吸管内积聚，沿着管子形成一层薄薄的粘液，而鞭毛主要被精子细胞用来推动自己穿过女性生殖器官。

这篇文章解释了，

1.什么是纤毛 – 结构、类型、功能、特点 2.什么是鞭毛 – 结构、类型、功能、特点 3.纤毛和鞭毛有什么区别

什么是纤毛

纤毛是细长的毛发状结构或细胞器，从大多数真核细胞的表面延伸出来。在真核细胞中发现两种类型的纤毛：初级/非运动纤毛和运动纤毛。

初级纤毛

初级纤毛存在于每个动物细胞中；在所有哺乳动物细胞中都发现了一个初级纤毛。它们主要存在于眼睛和鼻子等人体感觉器官中。在人眼中发现的外段杆状感光细胞通过专门的纤毛连接到其细胞体。嗅觉神经元的树突节也包含大约十个初级纤毛。因此，初级纤毛被认为是感觉细胞触角，它协调细胞中的许多信号通路。这些信号通路有时可能与细胞分裂和分化有关。原发性纤毛功能障碍会导致遗传性纤毛病、多囊肾病和先天性心脏病等疾病。

运动纤毛

在细胞表面发现大量活动纤毛，以协调波的方式跳动。气管内壁的活动纤毛清除粘液，粘液含有肺部污垢。女性输卵管中纤毛的跳动使卵子从卵巢向子宫运动。沿着纤毛发现上皮钠通道，调节液位，沐浴纤毛。纤毛的运动性取决于它们周围的液位。肺呼吸上皮上的纤毛如图 1 所示。

图 1：呼吸道上皮纤毛

纤毛的结构

纤毛是在纤毛发生过程中形成的。基于微管的细胞骨架，称为轴丝，位于纤毛内。在初级纤毛中，该轴丝包含九个外部微管双联体（9+0 轴丝），它们组装成一个环。在运动纤毛中，除了 9 个外微管双峰环外，纤毛中部还存在两个中央微管单峰（9+2 轴丝）。

动力蛋白 是形成桥梁的蛋白质，连接相邻的微管双联体。动力蛋白被 ATP 激活，通过在相邻的微管双联体上滑动来产生弯曲运动。轴索细胞骨架为分子运动蛋白（如驱动蛋白 II）提供结合位点。驱动蛋白 II 有助于在微管中上下携带蛋白质。

纤毛，在它的基部，附着在基体，这是微管组织中心。基体含有 CEP164、CEP170 和 ODF2 等蛋白质，可调节纤毛的稳定性和形成。轴丝和基体之间的过渡区作为运动蛋白和鞭毛内运输的对接站。睫状根是一种细胞骨架结构，直径约100 nm，起源于基体，向细胞核方向延伸。运动纤毛的结构如图2所示。

图 2：纤毛的结构

纤毛的功能

纤毛就像一个纳米机器，由其分子复合物中的大约 600 种蛋白质组成，独立运作。在上皮细胞中，初级纤毛充当细胞触角，提供细胞外环境的化学感觉、机械感觉和热感觉。它们介导细胞信号通路。运动纤毛也在流体流动的下游发挥分泌作用。大多数上皮细胞有纤毛。纤毛通过沿着气管形成一层薄薄的粘液来防止呼吸管内的灰尘积聚，气管。输卵管细胞中的纤毛允许卵子沿着输卵管通过。

什么是鞭毛

鞭毛是睫毛状的细胞器，从一些原核或真核细胞的一侧突出。鞭毛在细胞中的主要作用是细胞运动。鞭毛还充当化学物质和外部环境温度的感觉细胞器。原核和真核鞭毛的组成不同。图 3 显示了在细胞侧面含有鞭毛的衣藻。

图 3：衣藻及其鞭毛

鞭毛的结构

鉴定出三种类型的鞭毛：细菌、古菌和真核。细菌中的鞭毛是螺旋丝，包含顺时针或逆时针旋转的旋转马达。可以识别原核鞭毛的不同排列。霍乱弧菌样单发细菌含有单个鞭毛。在多毛细菌中可以发现位于同一位置的多个鞭毛。这些鞭毛的基部被称为极地细胞器的特殊细胞膜区域包围。在相对的两侧各有两个鞭毛组成的细菌称为两栖细菌。一些螺旋体由来自对极的特殊鞭毛组成，它们作为轴向细丝起作用。像大肠杆菌这样的周生细菌含有从各个方向伸出的鞭毛。细菌鞭毛排列如图4所示。

图 4：细菌中的鞭毛排列

细菌鞭毛由称为马达的转子发动机组成，马达由蛋白质组成。它由质子动力提供动力，由 H⁺ 跨细胞膜的离子浓度梯度。转子以大约 6, 000 到 17, 000 rpm 的速度运行。鞭毛以大约 200 到 1, 000 rpm 的速度运行。鞭毛的旋转可以达到每秒 60 个细胞长度。

另一方面，古细菌鞭毛被认为是非同源的。真核鞭毛在结构上与真核纤毛相似，但功能不同。动物、植物和原生生物等真核细胞的细胞中含有鞭毛。

鞭毛的功能

细菌和古细菌鞭毛参与细胞的运动，将细胞移动到不同的位置以满足诸如进食、繁殖和循环等要求。哺乳动物的精子特别使用鞭毛来推动雌性生殖器官，直到它们遇到卵子。

动力蛋白的内臂和外臂连接九个微管双联体，利用水解 ATP 的能量在鞭毛中产生螺旋桨式运动。鞭毛中连接蛋白的存在会产生平面波状运动。鞭毛和纤毛搏动方式的区别如图5所示。

图 5：鞭毛和纤毛运动的差异

每个单元格的数量

纤毛： 单个细胞包含许多纤毛。

鞭毛： 单个细胞包含较少数量的鞭毛。

形状

纤毛： 纤毛是短的毛发状结构。

鞭毛： 鞭毛是长的鞭状结构。

长度

纤毛： 纤毛长约 5-10 µm。

鞭毛： 鞭毛长约 150 µm。

结构

纤毛： 初级纤毛由9+0轴丝结构组成，运动纤毛由9+2轴丝结构组成。两种类型的纤毛都缺乏连接蛋白。

鞭毛： 鞭毛由 9+2 轴丝结构组成，在微管双联体之间发现连接蛋白，在鞭毛中产生旋转运动。

在场

纤毛： 纤毛仅存在于真核细胞中。

鞭毛： 鞭毛存在于原核细胞和真核细胞中。

发生

纤毛： 纤毛遍布整个细胞。

鞭毛： 鞭毛出现在细胞的一端。

协调

纤毛： 纤毛协调地跳动。

鞭毛： 鞭毛独立跳动。

移动

纤毛： 纤毛表现出横扫运动或摆动运动。

鞭毛： 鞭毛呈波浪状运动。

作用机制

纤毛： 纤毛使用驱动蛋白，其中包含 ATP 酶活性，产生能量来执行运动。

鞭毛： 鞭毛由质膜的质子动力驱动。

角色

纤毛： 纤毛通过在管道中形成一层薄薄的粘液来防止灰尘在呼吸管道中积聚。

鞭毛： 鞭毛主要被精子细胞用来移动和推动。

功能

纤毛： 纤毛参与运动、进食和循环等过程。

鞭毛： 鞭毛参与运动。

例子

纤毛： 纤毛存在于哺乳动物的呼吸道和生殖器官等体管的内壁中。

鞭毛： 大多数细菌、古细菌和真核生物都由鞭毛组成。眼虫被认为是一种有鞭毛的真核生物。在哺乳动物中，精子细胞特别由鞭毛组成。

结论

纤毛和鞭毛在结构上都是相同的细胞器。纤毛和鞭毛的主要区别在于它们的功能，而不是结构。纤毛是短的毛发状结构，在哺乳动物细胞表面高密度地发现。纤毛表现出来回跳动，而鞭毛表现出类似螺旋桨的运动。因此，纤毛主要参与真核生物的摄食、繁殖和循环，鞭毛主要参与运动。纤毛保护呼吸道免受灰尘堆积。哺乳动物输卵管中的纤毛将卵子从卵巢移动到子宫。另一方面，鞭毛参与通过女性生殖器官将精子推向卵子。

参考：1。 “纤毛。”维基百科。维基媒体基金会，2017 年 3 月 14 日。网络。 2017 年 3 月 19 日。2. “鞭毛”。维基百科。维基媒体基金会，2017 年 3 月 16 日。网络。 2017 年 3 月 19 日。

图片提供：1。 Charles Daghlian 的“细支气管上皮 3 – SEM” –（公共领域）通过 Commons Wikimedia2。 LadyofHats 撰写的“真核纤毛图 en” – 自己的作品（公共领域），来自 Commons Wikimedia3。 “衣藻（10000x）”（公共领域）来自Commons Wikimedia4。腺苷的“鞭毛” – 通过 Commons Wikimedia5 自己的作品（CC BY 3.0）。 “Flagellum-beating” By Flagellum-beating.png：Kohidai，L.衍生作品：Urutseg（谈话）——Flagellum-beating.png（CC BY 3.0）来自Commons Wikimedia