CILIA: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA, FUNKCIJE I PRIMJERI - BIOLOGIJA

U cilija su kratki vlaknastim projekcije prisutni na površinama plazma membrane mnogih tipova stanica. Ove su strukture sposobne za vibracijske pokrete koji služe za stanično kretanje i stvaranje struja u izvanćelijskom okruženju.

Mnoge stanice su postrojene od cilija duljine oko 10 um. Općenito, cilija se pomiče u prilično koordiniranom pokretu naprijed-naprijed. Na taj način stanica putuje kroz tekućinu ili fluid putuje po površini same stanice.

Izvor: Odgovarajuće: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59

Te produžene strukture u membrani sastoje se uglavnom od mikrotubula i odgovorne su za kretanje u različitim vrstama stanica u eukariotskim organizmima.

Cilije su karakteristične za skupinu ciliated protozoa. Obično su prisutni u eumetazoi (osim u nematodama i člankonožcima), gdje se obično nalaze u epitelnim tkivima, tvoreći ciliated epitel.

karakteristike

Eukariotske cilije i bičevi vrlo su slične strukture, svaki s promjerom od približno 0,25 um. Strukturno su slične flagelama, međutim u onim stanicama koje ih predstavljaju mnogo su mnogobrojnije od bičeva koji imaju izgled vilice na staničnoj površini.

Cilium se najprije pomiče prema dolje, a zatim se postupno ispravlja, ostavljajući dojam veslačkog pokreta.

Cilija se kreće na način da je svaki malo izvan ritma s najbližim susjedom (metahronim ritmom), stvarajući stalan protok tekućine preko stanične površine. Ta je koordinacija čisto fizička.

Ponekad se složeni sustav mikrotubula i vlakana pridruži bazalnim tijelima, ali nije dokazano da oni igraju koordinirajuću ulogu u gibanju cilijare.

Čini se da mnoge cilije ne djeluju kao pokretne strukture i nazvane su primarnim cilijama. Većina životinjskog tkiva ima primarne cilije, uključujući stanice u jajovodima, neuronima, hrskavicama, ektodermi ekstremiteta u razvoju, stanicama jetre, mokraćnim kanalima.

Iako potonji nisu pokretni, primijećeno je da cilijarna membrana ima brojne receptore i ionske kanale sa senzornom funkcijom.

Ciliili organizmi

Cilia su važan taksonomski lik za klasifikaciju protozoa. Oni organizmi čiji je glavni mehanizam lokomocije pomoću cilija pripadaju "ciliates ili ciliates" (Phylum Ciliophora = koji nose ili predstavljaju cilijade).

Ti organizmi dobivaju to ime jer je stanična površina prekrivena cilijama koje tuku na kontrolirani ritmički način. Unutar ove skupine raspored cilija uvelike varira, pa čak i nekim organizmima nedostaje cilija u odrasloj dobi, prisutni su u ranim fazama životnog ciklusa.

Ciliates su obično najveći protozoi duljine od 10 µm do 3 mm, a oni su ujedno i najstrukturno najsloženiji sa širokim spektrom specijalizacija. Čilije su uglavnom raspoređene u uzdužnim i poprečnim redovima.

Čini se da svi podmakani sustavi imaju rodbinske sustave, čak i oni koji u nekom trenutku nemaju cilija. Mnogi su od ovih organizama slobodno živi, a drugi su specijalizirani simbionti.

Struktura

Cilija rastu iz bazalnih tijela koja su usko povezana s centriolama. Bazalna tijela imaju istu strukturu kao i centriole koje su ugrađene u centrosome.

Bazalna tijela imaju jasnu ulogu u organizaciji mikrotubula aksonema, koja predstavlja temeljnu strukturu cilija, kao i pričvršćivanje cilija na staničnu površinu.

Aksonema je sastavljena od skupa mikrotubula i pridruženih proteina. Ti su mikrotubuli raspoređeni i modificirani po tako znatiželjnom obrascu da je to bila jedna od najneobičnijih otkrića elektronske mikroskopije.

Općenito, mikrotubule su raspoređene u karakterističnom obrascu "9 + 2" u kojem je središnji par mikrotubula okružen s 9 vanjskih mikrotubula. Ta je 9 + 2 konformacija karakteristična za sve oblike cilija od protozoja do onih nađenih u ljudi.

Mikrotubuli se neprekidno protežu duž duljine aksonema, koja je obično dugačka oko 10 um, ali u nekim stanicama može biti i do 200 um. Svaka od ovih mikrotubula nalazi se polaritetom, a minus (-) krajevi su pričvršćeni na "bazalno tijelo ili kinetosom".

Karakteristike mikrotubula

Mikrotubule aksonema povezane su s brojnim proteinima, koji strše u pravilnim položajima. Neki od njih djeluju kao unakrsne veze koje sadrže snopove mikrotubula, a drugi stvaraju silu da generiraju kretanje istih.

Središnji par mikrotubula (pojedinačnih) je gotov. No, dvije mikrotubule koje čine svaki od vanjskih parova su strukturno različite. Jedan od njih nazvan tubula "A" je kompletna mikrotubula koju čini 13 protofilamenata, a drugi nepotpuni (tubul B) sastoji se od 11 protofilamenata pričvršćenih na tubulu A.

Ovih devet pari vanjskih mikrotubula povezani su međusobno i sa središnjim parom radijalnim mostovima proteina „neksin“. Dva dynein kraka su pričvršćena na svaku tubu "A", s motoričkim aktivnostima tih cilijarnih aksonemičkih dinineina odgovornih za udaranje u cilijama i drugim strukturama iste konformacije kao što su bičevi.

Kretanje cilija

Cilija se pomiču fleksijom aksonema, što je složen snop mikrotubula. Grozdovi cilija kreću se u jednosmjernim valovima. Svaki se cilium kreće poput biča, cilium se u potpunosti produžuje, nakon čega slijedi faza oporavka iz prvobitnog položaja.

Kretanje cilija u osnovi nastaje klizanjem vanjskih mikroprotura dubleta jedan prema drugom, vođenim motoričkim aktivnostima aksonemičkog dinineina. Podnožje dinineina veže se za A mikrotubule, a skupine glava vežu se za susjedne B tubule.

Zbog neksina u mostovima koji se spajaju s vanjskim mikrotubulima aksonema, klizanje jednog dubleta preko drugog prisiljava ih na savijanje. Ovo posljednje odgovara osnovi kretanja cilija, procesu o kojem se još malo zna.

Nakon toga, mikrotubule se vraćaju u prvobitni položaj, uzrokujući da cilium povrati stanje mirovanja. Ovaj postupak omogućuje ciliju da luči i stvara učinak koji, zajedno s ostalim cilijama na površini, daje mobilnost stanici ili njenom okruženju.

Energija za gibanje cilijare

Kao i citoplazmatski dinin, i cilijarski dinin ima motornu domenu koja hidrolizira ATP (aktivnost ATPaze) da se kreće duž mikrotubule prema njegovom minus kraju i područje repa koje nosi naboj, što je u ovom slučaj je neprekidni mikrotubule.

Cilija se kreću gotovo neprekidno, pa im je potrebna velika opskrba energijom u obliku ATP-a. Ovu energiju stvara veliki broj mitohondrija koji normalno obiluju u blizini bazalnih tijela, odakle potječu cilija.

Značajke

Pokret

Glavna funkcija cilija je kretanje tekućine preko stanične površine ili pokretanje pojedinih stanica kroz fluid.

Kretanje cilijare vitalno je za mnoge vrste u funkcijama kao što su rukovanje hranom, razmnožavanje, izlučivanje i osmoregulacija (na primjer, u plamenim stanicama) i kretanje tekućine i sluzi po površini staničnih slojeva. epitela.

Cilija u nekim protozojima, kao što je paramecij, odgovorna je i za mobilnost organizma i za zbrinjavanje organizama ili čestica prema usnoj šupljini zbog hrane.

Disanje i hranjenje

Kod višećelijskih životinja oni djeluju na disanje i prehranu, noseći dišne plinove i čestice hrane preko vode na staničnoj površini, kao na primjer mekušci čije se hranjenje filtrira.

U sisavaca dišni putevi obloženi su stanicama dlake koje guraju sluz koja sadrži prašinu i bakterije u grlo.

Cilija također pomaže u pomiranju jajašca duž jajovoda, a povezana struktura, flagellum, tjera spermu. Te su strukture posebno vidljive u jajovodima gdje prelaze jaje u materničnu šupljinu.

Stanice dlake koje liniju dišnih puteva, koje ga čiste od sluzi i prašine. U stanicama epitela koje liniju ljudskog dišnog trakta veliki broj cilija (109 / cm2 ili više) proguta slojeve sluzi, zajedno sa zarobljenim česticama prašine i mrtvim stanicama, u usta, gdje ih progutaju i eliminiraju.

Strukturne nepravilnosti u cilijama

Kod ljudi, neke nasljedne oštećenja cilijarnog dinineina uzrokuju takozvani Kartenegerov sindrom ili sindrom nepokretne cilije. Ovaj sindrom karakterizira muška sterilnost zbog nepomičnosti sperme.

Pored toga, ljudi s ovim sindromom imaju veliku osjetljivost na infekcije pluća zbog paralize cilija u dišnim putevima, koje ne mogu očistiti prašinu i bakterije koje se u njima zadržavaju.

S druge strane, ovaj sindrom uzrokuje nedostatke u određivanju lijevo-desne osi tijela tijekom ranog embrionalnog razvoja. Potonji je otkriven nedavno i povezan je sa bočnošću i smještajem određenih organa u tijelu.

Ostala stanja ove vrste mogu se pojaviti zbog konzumiranja heroina tijekom trudnoće. Novorođenčad može biti prisutna s produljenim neonatalnim respiratornim distresom zbog ultrastrukturne promjene aksonema cilija u respiratornom epitelu.

Reference

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. i Walter, P. (2004). Bitna stanična biologija. New York: Garland Science. 2. izdanje.
Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Molekularna biologija stanice. Garland Science, Taylor i Francis Group.
Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologija: znanost i priroda. Pearson Education.
Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Stanica. (str. 397-402). Marban.
Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. i Eisenhour, DJ (2008). Integrirani principi zoologije. New York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
Jiménez García, L. J i H. Merchand Larios. (2003). Stanična i molekularna biologija. Meksiko. Uredništvo Pearson Education.
Sierra, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG & Cardelús, RB (2001). Povezanost korištenja heroina tijekom trudnoće i strukturnih poremećaja respiratornih cilija u neonatalnom razdoblju. Annals of Pediatrics, 55 (4) : 335-338).
Stevens, A., i Lowe, JS (1998). Ljudska histologija. Harcourt Brace.
Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologija. Panamerican Medical Ed.

CILIA: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA, FUNKCIJE I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026