CILIA: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKTIONER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

De cilier är korta fiberliknande utsprång är närvarande på ytorna av plasmamembranet hos många celltyper. Dessa strukturer kan vibrationsrörelser som tjänar för mobil rörelse och för att skapa strömmar i den extracellulära miljön.

Många celler är fodrade med flimmerhår med en längd av cirka 10 um. I allmänhet rör sig flimmerhåren i en ganska koordinerad rörelse bakifrån. På detta sätt reser cellen genom vätskan eller vätskan rör sig på själva cellen.

Källa: Respektivt: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59

Dessa långvariga strukturer i membranet består huvudsakligen av mikrotubuli och ansvarar för rörelse i olika typer av celler i eukaryota organismer.

Cilia är karakteristiska för gruppen cilierade protozoer. De finns vanligtvis i eumetazoa (utom i nematoder och leddjur), där de vanligtvis finns i epitelvävnader och bildar cilierad epitel.

egenskaper

Eukaryota cilia och flagella är väldigt lika strukturer, var och en med en diameter på ungefär 0,25 um. Strukturellt sett liknar de flagella, men i de celler som presenterar dem är de mycket fler än flagella och har ett utseende av villi på cellytan.

Cilium rör sig först nedåt och rätas sedan gradvis ut, vilket ger intrycket av en roddrörelse.

Cilia rör sig på ett sådant sätt att var och en är lite ur rytm med sin närmaste granne (metakron rytm), vilket ger ett konstant fluidflöde över cellytan. Denna samordning är rent fysisk.

Ibland går ett utarbetat system av mikrotubulor och fibrer i baskropparna, men det har inte visat sig att de spelar en samordnande roll i ciliärrörelsen.

Många cilia verkar inte fungera som mobila strukturer och har kallats primär cilia. De flesta djurvävnader har primär cili inklusive celler i ovidukterna, nervceller, brosk, ectoderm i utvecklande extremiteter, leverceller, urinvägar, bland andra.

Även om de senare inte är rörliga observerades det att ciliärmembranet hade många receptorer och jonkanaler med sensorisk funktion.

Ciliated organisms

Cilia är en viktig taxonomisk karaktär för klassificeringen av protozoer. De organismer vars huvudmekanism för rörelse är med hjälp av cilia hör till "ciliates eller ciliates" (Phylum Ciliophora = som bär eller presenterar cilia).

Dessa organismer får det namnet eftersom cellytan är fodrad med flimmerhår som slår på ett kontrollerat rytmiskt sätt. Inom denna grupp varierar arrangemanget av flimmerhår och till och med vissa organismer saknar flimmerhår hos vuxna, när de befinner sig i de tidiga stadierna av livscykeln.

Ciliater är vanligtvis de största protosoerna med en längd från 10 um till 3 mm, och de är också de mest strukturellt komplexa med ett brett spektrum av specialiseringar. Cilia är vanligtvis anordnade i längsgående och tvärgående rader.

Alla ciliates verkar ha släkt system, även de som saknar cilia vid någon tidpunkt. Många av dessa organismer är fritt levande och andra är specialiserade symbionter.

Strukturera

Cilia växer från basala kroppar som är nära besläktade med centriolerna. Baskropparna har samma struktur som centriolerna som är inbäddade i centrosomerna.

De basala kropparna har en tydlig roll i organiseringen av mikrotubulerna i axonemet, som representerar den grundläggande strukturen hos cilia, liksom förankringen av cilia vid cellytan.

Axonemet består av en uppsättning mikrotubulor och tillhörande proteiner. Dessa mikrotubulor är organiserade och modifierade i ett så märkligt mönster att det var en av de mest överraskande avslöjningarna av elektronmikroskopi.

I allmänhet är mikrotubulor anordnade i ett karakteristiskt "9 + 2" -mönster i vilket ett centralt par mikrotubuli är omgivet av 9 yttre mikrotubuldubletter. Denna 9 + 2-konformation är karakteristisk för alla former av flimmerhår från protozoer till de som finns hos människor.

Mikrotubulor sträcker sig kontinuerligt längs axonemets längd, som vanligtvis är cirka 10 um lång, men kan vara så lång som 200 um i vissa celler. Var och en av dessa mikrotubulor har polaritet, varvid minus (-) -ändarna är fästa vid "baskroppen eller kinetosomen".

Mikrotubulära egenskaper

Mikrotubulerna i axoneme är associerade med många proteiner, som skjuter ut i regelbundna positioner. Vissa av dem fungerar som tvärbindningar som innehåller mikrotubulbuntarna tillsammans och andra genererar kraften för att generera rörelsen hos samma.

Det centrala paret av mikrotubuli (individ) är komplett. Men de två mikrotubulorna som utgör vart och ett av de yttre paren är strukturellt olika. En av dem som kallas tubulus "A" är en komplett mikrotubuli bestående av 13 protofilament, den andra ofullständig (tubule B) består av 11 protofilamenter fästa vid tubul A.

Dessa nio par yttre mikrotubulor är anslutna till varandra och till det centrala paret med radiella broar av proteinet "nexin". Två dyneinarmar är fästa vid varje "A" -rör, med den motoriska aktiviteten hos dessa ciliära axonemiska dyneiner ansvariga för att slå cilia och andra strukturer med samma konformation såsom flagella.

Rörelse av cilia

Cilia flyttas genom flexion av axoneme, som är ett komplext paket av mikrotubuli. Kluster av cilia rör sig i enkelriktade vågor. Varje cilium rör sig som en piska, cilium är helt utsträckt följt av en fas av återhämtning från sin ursprungliga position.

Cilia-rörelsens rörelser produceras i princip genom att de yttre mikrotubuldubletterna glider relativt varandra, drivs av den motoriska aktiviteten hos axonemiskt dynein. Basen för dyneinet binder till A-mikrotubuli och huvudgrupperna binder till de intilliggande B-rören.

På grund av nexinet i broarna som går ihop med de yttre mikrotubulorna i axonemet, tvingas glidningen av en dublett över en annan dem att böjas. Det sistnämnda motsvarar grunden för cilia-rörelsen, en process som det fortfarande är lite känt om.

Därefter återgår mikrotubulorna till sitt ursprungliga läge, vilket får cilium att återfå sitt vila. Denna process gör det möjligt för cilium att bågas och producera den effekt som, tillsammans med de andra cilia på ytan, ger rörlighet till cellen eller den omgivande miljön.

Energi för ciliary rörelse

Liksom cytoplasmatisk dynein har ciliär dynein en motorisk domän, som hydrolyserar ATP (ATPas-aktivitet) för att röra sig längs en mikrotubuli mot dess minus ände, och en laddningsbärande region av svansen, som i detta fallet är en sammanhängande mikrotubuli.

Cilia rör sig nästan kontinuerligt och kräver därför en stor energiförsörjning i form av ATP. Denna energi genereras av ett stort antal mitokondrier som normalt finns i överflöd nära baskropparna, som är där ciljan härstammar.

Funktioner

Rörelse

Cilias huvudfunktion är att flytta vätska över cellytan eller driva enskilda celler genom en vätska.

Ciliärrörelse är avgörande för många arter i funktioner som mathantering, reproduktion, utsöndring och osmoregulering (till exempel i flamboyanta celler) och rörelse av vätskor och slem över celllagren. epitelial.

Kotthinnen i vissa protozoer, t.ex. Paramecium, är ansvarig för både rörligheten hos organismen och svep av organismer eller partiklar i munhålan för mat.

Andas och matar

Hos flercelliga djur fungerar de i andning och näring och bär andningsgaser och matpartiklar över vattnet på cellytan, till exempel i blötdjur vars utfodring sker genom filtrering.

Hos däggdjur är luftvägarna fodrade av hårceller som driver slem som innehåller damm och bakterier i halsen.

Cilia hjälper också att svepa äggen längs äggledarna, och en besläktad struktur, flagellum, driver spermierna. Dessa strukturer är särskilt tydliga i äggledarna där de förflyttar ägget i livmoderhålet.

Hårcellerna som rinner i luftvägarna, som rensar det för slem och damm. I epitelcellerna som linjer mänskliga luftvägarna, sopar ett stort antal cilia (109 / cm2 eller mer) lager av slem, tillsammans med fångade dammpartiklar och döda celler, i munnen, där de sväljs och elimineras.

Strukturella avvikelser i flimmerhåren

Hos människor orsakar vissa ärftliga defekter av ciliär dynein det så kallade Karteneger-syndromet eller immotil cilia-syndrom. Detta syndrom kännetecknas av manlig sterilitet på grund av spermis immobilitet.

Dessutom har personer med detta syndrom en hög känslighet för lunginfektioner på grund av förlamning av cili i luftvägarna, som inte rensar damm och bakterier som ligger i dem.

Å andra sidan orsakar detta syndrom defekter i bestämningen av kroppens vänster-högra axel under tidig embryonal utveckling. Det senare upptäcktes nyligen och är relaterat till lateraliteten och placeringen av vissa organ i kroppen.

Andra tillstånd av denna typ kan uppstå på grund av konsumtion av heroin under graviditeten. Nyfödda kan förekomma med långvarig neonatal andningsbesvär på grund av ultrastrukturell förändring av axonemet i cilia i respiratorisk epitel.

referenser

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Väsentlig cellbiologi. New York: Garland Science. 2: a upplagan.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Cellens molekylärbiologi. Garland Science, Taylor och Francis Group.
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: vetenskap och natur. Pearson Education.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Cellen. (sid. 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrerade zoologiska principer. New York: McGraw-Hill. 14: ^e upplagan.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Cellulär och molekylärbiologi. Mexico. Redaktionell Pearson utbildning.
7. Sierra, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG & Cardelús, RB (2001). Förening mellan heroinanvändning under graviditet och strukturella avvikelser i luftvägarna i neonatalperioden. Annals of Pediatrics, 55 (4) : 335-338).
8. Stevens, A., & Lowe, JS (1998). Mänsklig histologi. Harcourt Brace.
9. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed.