- značilnosti
- Čilizirani organizmi
- Struktura
- Značilnosti mikrotubul
- Premik cilije
- Energija za ciliarno gibanje
- Lastnosti
- Premikanje
- Dihanje in hranjenje
- Strukturne nepravilnosti v cilijah
- Reference
V cilia so kratki nitasti štrline prisotni na površini plazemsko membrano mnogih celičnih tipih. Te strukture so sposobne vibracijskih gibov, ki služijo za celično gibanje in za ustvarjanje tokov v zunajceličnem okolju.
Številne celice so obložene s cilijami z dolžino približno 10 um. Na splošno se cilija premika v dokaj usklajenem gibanju od spredaj naprej. Na ta način celica potuje skozi tekočino ali tekočina potuje po površini same celice.
Vir: Ustrezno: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59
Te podaljšane strukture v membrani tvorijo večinoma mikrotubule in so odgovorne za gibanje v različnih vrstah celic v evkariontskih organizmih.
Čilije so značilne za skupino ciliated protozoa. Običajno so prisotni v eumetazoi (razen pri ogorčicah in členonožcih), kjer se na splošno nahajajo v epitelnih tkivih in tvorijo cililirano epitelijo.
značilnosti
Evkariontske cilije in flagele so zelo podobne strukture, vsaka s premerom približno 0,25 µm. Strukturno so podobni flagelam, vendar je v tistih celicah, ki jih predstavljajo, veliko številčnejše od flagella, ki imajo videz vilic na celični površini.
Čilij se najprej pomakne navzdol in se nato postopoma zravna, kar daje vtis gibanja z veslom.
Čiliji se premikajo tako, da je vsak rahlo v ritmu s svojim najbližjim sosedom (metahronski ritem), kar povzroča stalen pretok tekočine po celični površini. Ta koordinacija je izključno fizična.
Včasih se v bazalna telesa pridruži izpopolnjen sistem mikrotubul in vlaken, vendar ni dokazano, da igrajo usklajevalno vlogo pri gibanju ciliarne.
Zdi se, da številne cilije ne delujejo kot mobilne strukture in so jih poimenovale primarne cilije. Večina živalskih tkiv ima primarne cilije, vključno s celicami v jajduktih, nevronih, hrustancu, ektodermi razvijajočih se okončin, jetrnih celic, sečil.
Čeprav slednji niso mobilni, so opazili, da ima ciliarna membrana številne receptorje in ionske kanale s senzorično funkcijo.
Čilizirani organizmi
Cilia so pomemben taksonomski značaj za razvrstitev protozojev. Tisti organizmi, katerih glavni mehanizem gibanja je s pomočjo cilija, spadajo med "ciliate ali ciliates" (Phylum Ciliophora = ki nosijo ali predstavljajo cilije).
Ti organizmi dobijo to ime, ker je celična površina obložena s cilijami, ki se prebijajo kontrolirano ritmično. V tej skupini je razporeditev cilija zelo različna in celo nekaterim organizmom pri odraslih ni dovolj cilije, saj so prisotni v zgodnjih fazah življenjskega cikla.
Čiliati so običajno največji protozoji z dolžino od 10 µm do 3 mm, poleg tega pa so tudi najbolj strukturno zapleteni s široko paleto specializacij. Čilije so praviloma razporejene v vzdolžnih in prečnih vrstah.
Videti je, da imajo vsi drobtine sisteme sorodstva, tudi tisti, ki jim v določenem trenutku primanjkuje čilijev. Mnogi od teh organizmov so prostoživeči, drugi pa so specializirani simbionti.
Struktura
Cilia rastejo iz bazalnih teles, ki so tesno povezana s centrioli. Bazalna telesa imajo enako strukturo kot centriole, ki so vdelani v centrosome.
Bazalna telesa imajo jasno vlogo pri organizaciji mikrotubul aksonema, ki predstavlja temeljno strukturo cilija, pa tudi sidranje cilija na celično površino.
Aksonema je sestavljena iz nabora mikrotubul in z njimi povezanih beljakovin. Te mikrotubule so razporejene in spremenjene v tako radovednem vzorcu, da je šlo za eno najbolj presenetljivih razkritij elektronske mikroskopije.
Na splošno so mikrotubule razporejene v značilnem vzorcu "9 + 2", v katerem je osrednji par mikrotubul obdan z 9 zunanjimi mikrotubuli. Ta 9 + 2 konformacija je značilna za vse oblike cilijev od protozojev do tistih, ki jih najdemo pri ljudeh.
Mikrotubuli se razprostirajo neprekinjeno vzdolž dolžine aksonema, ki je običajno približno 10 µm, v nekaterih celicah pa je lahko celo 200 µm. Vsaka od teh mikrotubul ima polarnost, minus (-) pa je pritrjen na "bazalno telo ali kinetosom".
Značilnosti mikrotubul
Mikrotubuli aksonema so povezani s številnimi proteini, ki štrlijo v pravilnih položajih. Nekateri od njih delujejo kot navzkrižne povezave, ki vsebujejo svežnje mikrotubule, drugi pa silo ustvarjajo gibanje istih.
Osrednji par mikrotubul (posameznih) je končan. Vendar sta dve mikrotubuli, ki sestavljata vsak zunanji par, strukturno različni. Ena izmed njih imenovana tubula "A" je popolna mikrotubula, sestavljena iz 13 protofilamentov, druga nepopolna (tubula B) pa je sestavljena iz 11 protofilamentov, pritrjenih na tubul A.
Teh devet parov zunanjih mikrotubul je med seboj in z osrednjim parom povezano z radialnimi mosti proteina "neksin". Na vsako cev "A" sta pritrjeni dve dyneinovi ročici, z gibalno aktivnostjo teh ciliarnih aksonemičnih dyneinov, ki so odgovorni za premagovanje čilijev in drugih struktur z enako strukturo, kot so flagele.
Premik cilije
Cilije premaknemo s fleksijo aksonema, ki je kompleksen snop mikrotubul. Grozdi cilia se premikajo v enosmernih valovih. Vsak cilium se giblje kot bič, cilium se v celoti podaljša, sledi faza okrevanja iz prvotnega položaja.
Premiki cilijev v osnovi nastanejo z drsanjem zunanjih dvojnikov mikrotubule glede na drugega, ki jih poganja motorična aktivnost aksonemičnega dinineja. Osnova dinineina se veže na mikrotubule A, glave glave pa se vežejo na sosednje B tubule.
Zaradi neksina v mostovih, ki se pridružijo zunanjim mikrotubulom aksonema, jih drsanje enega dvojca čez drugega prisili, da se upognejo. Slednje ustreza podlagi gibanja cilija, postopka, o katerem je še malo znanega.
Nato se mikrotubule vrnejo v prvotni položaj, kar povzroči, da cilium povrne stanje mirovanja. Ta postopek omogoča, da se cilij loči in ustvari učinek, ki skupaj z drugimi cilijami na površini daje mobilnost celici ali okoliškemu okolju.
Energija za ciliarno gibanje
Tako kot citoplazmatski dinin ima tudi ciliarni dinin motorično domeno, ki hidrolizira ATP (aktivnost ATPaze), da se giblje po mikrotubuli, proti njenemu minus koncu, in območje repa, ki nosi naboj, kar v tem primer je sosednji mikrotubul.
Cilia se premikajo skoraj neprekinjeno, zato potrebujejo veliko zalogo energije v obliki ATP. To energijo ustvarja veliko število mitohondrijev, ki običajno obilujejo v bližini bazalnih teles, od koder izvirajo cilije.
Lastnosti
Premikanje
Glavna funkcija cilija je premikanje tekočine po celični površini ali poganjanje posameznih celic skozi tekočino.
Ciliarno gibanje je ključnega pomena za številne vrste pri funkcijah, kot so ravnanje s hrano, razmnoževanje, izločanje in osmoregulacija (na primer v ognjevarnih celicah) ter gibanje tekočine in sluzi po površini celičnih plasti. epitelijski.
Čiliji v nekaterih protozojih, kot je paramecij, so odgovorni tako za mobilnost organizma kot za potenje organizmov ali delcev proti ustni votlini zaradi hrane.
Dihanje in hranjenje
Pri večceličnih živalih delujejo pri dihanju in prehrani, prenašajo dihalne pline in delce hrane preko vode na površini celic, na primer pri mehkužcih, katerih hranjenje poteka s filtracijo.
Pri sesalcih so dihalne poti obložene z lasnimi celicami, ki v grlo potisnejo sluz, ki vsebuje prah in bakterije.
Čiliji pomagajo tudi pometati jajčeca vzdolž jajdukta, sorodna struktura, flagellum, pa poganja spermo. Te strukture so še posebej vidne v jajcevodih, kjer premikajo jajce v maternično votlino.
Dlačne celice, ki linijo dihal, ki ga očistijo sluzi in prahu. V epitelijskih celicah, ki usmerjajo človeški dihalni trakt, veliko število cilijev (109 / cm2 ali več) pometa plasti sluzi, skupaj z ujetimi delci prahu in odmrlimi celicami, v usta, kjer jih pogoltnejo in izločijo.
Strukturne nepravilnosti v cilijah
Pri ljudeh nekatere dedne okvare ciliarnega dyneina povzročajo tako imenovani Kartenegerjev sindrom ali sindrom nepremične cilije. Za ta sindrom je značilna moška sterilnost zaradi nepokretnosti semenčic.
Poleg tega imajo ljudje s tem sindromom veliko dovzetnost za pljučne okužbe zaradi paralize cilija v dihalnih poteh, ki ne čistijo prahu in bakterij, ki se naselijo v njih.
Po drugi strani pa ta sindrom med zgodnjim embrionalnim razvojem povzroči napake pri določanju levo-desne osi telesa. Slednje so odkrili pred kratkim in je povezano z lateralnostjo in lokacijo določenih organov v telesu.
Drugi pogoji te vrste se lahko pojavijo zaradi uživanja heroina med nosečnostjo. Novorojenčki se lahko pojavijo s podaljšano neonatalno respiratorno stisko zaradi ultrastrukturne spremembe aksonama cilija v dihalni epiteliji.
Reference
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Bistvena celična biologija. New York: Garland Science. 2. izdaja
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Molekularna biologija celice. Garland Science, Taylor in Francis Group.
- Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologija: znanost in narava. Pearsonova vzgoja.
- Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Celica. (str. 397-402). Marban.
- Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrirana načela zoologije. New York: McGraw-Hill. 14 th Edition.
- Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Celična in molekularna biologija. Mehika. Uredništvo Pearson Education.
- Sierra, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG & Cardelús, RB (2001). Povezava med uporabo heroina med nosečnostjo in strukturnimi nepravilnostmi dihalnih cilij v neonatalnem obdobju. Annals of Pediatrics, 55 (4) : 335–338).
- Stevens, A., & Lowe, JS (1998). Človeška histologija. Harcourt Brace.
- Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologija. Panamerican Medical Ed.