Karakteristieke cilia, structuur, functies en voorbeelden

De Cilia Het zijn korte filamenteuze projecties die aanwezig zijn op de plasmamembraanoppervlakken van vele soorten cellen. Deze structuren kunnen trillingsbewegingen uitvoeren die dienen voor cel -voortbeweging en voor het creëren van stromen in de extracellulaire omgeving.

Veel cellen worden bedekt door cilia met een geschatte lengte van 10 µm. Over het algemeen bewegen de Cilia van achteruit met een vrij gecoördineerde beweging. Op deze manier beweegt de cel door de vloeistof of beweegt de vloeistof op het oppervlak van de cel zelf.

Bron: respectievelijk: PicturePest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flukke59 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)]

Deze langdurige structuren in het membraan worden voornamelijk gevormd door microtubuli en zijn verantwoordelijk voor beweging in verschillende soorten cellen in eukaryotische organismen.

Cilia zijn kenmerken van de ciliated protozoa -groep. Ze zijn meestal aanwezig in de eumetazoos (behalve in nematoden en geleedpotigen), waar ze zich in het algemeen bevinden in epitheelweefsels die geciliateerd epitheel vormen.

[TOC]

Kenmerken

Cilia en eukaryotische flagella zijn zeer vergelijkbare structuren, elk met een geschatte diameter van 0,25 µm. Structureel zijn ze vergelijkbaar met de geselen, maar in die cellen die ze presenteren zijn veel talrijker dan de flagella, met een verschijning van villus op het celoppervlak.

Cilio beweegt eerst naar beneden en vervolgens geleidelijk rechtgezet, waardoor de indruk wordt gegeven van een externe beweging van het type.

De cilia beweegt zich zodanig dat elk iets uit tempo is met hun naaste buur (metachronistisch ritme), waardoor een constante vloeistofstroom op het celoppervlak wordt geproduceerd. Deze coördinatie is puur fysiek.

Soms verbindt een uitgebreide microtubuli en vezels de basale lichamen, maar het is niet bewezen dat ze een coördinatierol in de ciliaire beweging vervullen.

Veel cilia lijken niet te functioneren als mobiele structuren en zijn primaire cilia genoemd. De meeste dierlijke weefsels hebben primaire cilia inclusief cellen in eileiders, neuronen, kraakbeen, ectoderm van het ontwikkelen van extremiteiten, levercellen, urinekanalen, onder andere.

Hoewel deze laatste niet mobiel zijn, werd opgemerkt dat het ciliaire membraan talloze receptoren en ionkanalen bezat met sensorische functie.

Gecilieerde organismen

Cilia vormt een belangrijk taxonomisch karakter voor de classificatie van protozoa. Die organismen waarvan de belangrijkste voortbewegingsmechanisme is via cilia, behoren tot de "ciliaten of cylioforen" (phylum ciliophora = die cilia dragen of presenteren).

Deze organismen verwerven die naam omdat het celoppervlak wordt bedekt door cilia die op een gecontroleerde ritmische manier klopt. Binnen deze groep varieert de opstelling van de cilia sterk en zelfs sommige organismen missen cilia bij de volwassene, die aanwezig zijn in de vroege stadia van de levenscyclus.

Het kan u van dienst zijn: Numped -cellen: kenmerken en functies

De ciliaten zijn meestal de grootste protozoa met een lengte die varieert van 10 µm tot 3 mm, bovendien zijn ze structureel complexer met een groot aantal specialisaties. Cilia zijn meestal gerangschikt in longitudinale en dwarse rijen.

Alle ciliaten lijken verwantschapssystemen te hebben, zelfs degenen die op een bepaald moment geen cilia missen. Veel van deze organismen zijn het vrije leven en andere zijn gespecialiseerde symbiores.

Structuur

Cilia groeit uit basale lichamen die nauw verwant zijn aan centriolen. Basale lichamen hebben dezelfde structuur als de centriolen die zijn ingebed in centra.

Basale lichamen spelen een duidelijke rol in de organisatie van de microtubuli van axonema, die de fundamentele structuur van de cilia vertegenwoordigt, evenals de verankering van de cilia naar het cellulaire oppervlak.

Axonema wordt gevormd door een reeks microtubuli en bijbehorende eiwitten. Deze microtubuli zijn georganiseerd en gemodificeerd in zo'n merkwaardig patroon dat het een van de meest verrassende onthullingen van elektronische microscopie was.

Over het algemeen zijn microtubuli gerangschikt in een karakteristiek patroon van "9+2" waarin een centraal microtubuli -koppel is omgeven door 9 dubbele buitenkubulen. Deze conformatie 9+2 is kenmerkend voor alle vormen van cilia van protozoa tot die bij mensen.

De microtubuli worden continu uitgestrekt door de lengte van het axonema, dat meestal ongeveer 10 µm lang is, maar in sommige cellen 200 µm kan bereiken. Elk van deze microtubuli presenteert polariteit, zijnde de uitersten minder (-) samen met het "basale lichaam of cinetosoma".

Microtubules -kenmerken

Axonema -microtubuli zijn geassocieerd met tal van eiwitten, die op reguliere posities worden geprojecteerd. Sommigen van hen fungeren als kruisbindingen die microtubules -pakketten bevatten en anderen genereren sterkte om hun beweging te genereren.

Het centrale microtubules -koppel (individu) is voltooid. De twee microtubuli die elk van de buitenste paren vormen, zijn echter structureel verschillend. Een van hen genaamd tubulo "a" is een complete microtubule bestaan.

Deze negen paren buitenmicrotubuli zijn verbonden met elkaar en met het centrale koppel door radiale bruggen van het "Nexina" -eiwit. Voor elke "A" -tubule zijn twee dineïne -armen de motorische activiteit van deze ciliaire axonemische dieinen die belast zijn met de kraampjes van de cilia en andere structuren met gelijke conformatie zoals de flagella.

Cilia -beweging

De cilia beweegt door de flexie van axonema, een complex microtubules -pakket. Cilia -groepen bewegen in unidirectionele golven. Elke cilio beweegt in de vorm van een zweep, de cilio is volledig wijdverbreid gevolgd door een fase van herstel van zijn oorspronkelijke positie.

Kan u van dienst zijn: Hele cellen: geschiedenis, kenmerken, celcyclus en gebruik

De bewegingen van de cilia worden in principe geproduceerd door het glijden van de externe dubbels van microtubuli met betrekking tot de andere, aangedreven door de motoractiviteit van de axonomische dinein. De dineïne -basis bindt aan microtubuli A en de kopgroepen binden aan de aangrenzende buals.

Vanwege het nexine in de bruggen die de externe microtubuli van axonema verenigen, dwingt het schuif van de ene dubbel op een andere om te buigen. De laatste komt overeen met de basis van de beweging van de cilia, een proces waarvan er weinig nog bekend is.

Vervolgens keren de microtubuli terug naar hun oorspronkelijke positie, waardoor Cilio hun ruststatus herstelde. Dit proces stelt Cilio in staat om te archen en het effect te produceren dat, samen met de andere oppervlakte -cilia, mobiliteit geven aan de cel of de omliggende omgeving.

Energie voor de ciliaire beweging

Net als cytoplasmatische dineïne heeft de ciliaire dineïne een motornomein, dat de ATP (ATPASA -activiteit) hydrolyseert om langs een microtubulus naar zijn minder einde te gaan, en een regio van de staart die een belasting draagt, die in dit geval een aaneengesloten microtubule is.

De Cilia beweegt bijna continu en daarom vereisen ze een grote energievoorziening in de vorm van ATP. Deze energie wordt gegenereerd door een groot aantal mitochondriën die normaal aanwezig zijn in de buurt van de basale lichamen waar de cilia vandaan komen.

Functie

Beweging

De hoofdfunctie van de cilia is om de vloeistof op het oppervlak van de cel te verplaatsen of individuele cellen door een vloeistof te stuwen.

De ciliaire beweging is van vitaal belang voor velen in functies zoals voedselbeheer, reproductie, uitscheiding en osmoregulatie (bijvoorbeeld in flamieger -cellen) en de beweging van vloeistoffen en slijm op het oppervlak van cellagen epitheliaal.

Cilia in sommige protozoa zoals Paramecium Ze zijn verantwoordelijk voor zowel de mobiliteit van het organisme als het vegen van organismen of deeltjes naar de mondholte voor zijn voedsel.

Ademhaling en eten

Bij multicellulaire dieren werken ze in ademhaling en voeding met ademhalingsgassen en voedseldeeltjes op het celoppervlak, zoals weekdieren waarvan de voeding door filtratie is.

Bij zoogdieren worden het luchtwegkanaal bedekt door stroomcellen die naar de keel duwen die stof en bacteriën bevatten.

Kan u van dienst zijn: fosfolipasen: structuur, functies, typen

Cilia helpt ook bij het vegen van de eieren door de eilwil en een gerelateerde structuur, de gesel, drijft sperma aan. Deze structuren zijn met name duidelijk in de eileiders waar de eicel naar de baarmoederholte beweegt.

Gekleurde cellen die het luchtwegkanaal bedekken, die het van het slijm en het stof reinigen. In de epitheelcellen die het menselijke luchtwegen bedekken, veegt een groot aantal cilia (109 / cm2 of meer) lagen slijmslijm, samen met deeltjes die zijn gevangen van stof en dode cellen, naar de mond, waar ze worden ingeslikt en geëlimineerd.

Structurele afwijkingen in Cilia

Bij mensen veroorzaken enkele erfelijke defecten van ciliaire dinein het zo -gezamenlijke karsger -syndroom of onbeweeglijke cilia. Dit syndroom wordt gekenmerkt door steriliteit bij mannen als gevolg van sperma -immobiliteit.

Bovendien hebben mensen met dit syndroom een ​​hoge gevoeligheid om te lijden aan longinfecties vanwege de verlamming van cilia in de luchtwegen, die er niet in slagen om stof en bacteriën te reinigen die hierin zijn gehuisvest.

Aan de andere kant veroorzaakt dit syndroom gebreken bij de bepaling van het linksonder van het lichaam tijdens de vroege embryonale ontwikkeling. De laatste is onlangs ontdekt en is gerelateerd aan de lateraliteit en de locatie van bepaalde organen in het lichaam.

Andere aandoeningen van dit type kunnen optreden als gevolg van heroïneconsumptie tijdens de zwangerschap. Pasgeborenen kunnen een langdurige neonatale ademhalingsklachten hebben als gevolg van de ultrastructurele wijziging van cilia axonema in ademhalingsepitheel.

Referenties

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, K. & Walter, p. (2004). Essentiële celbiologie. New York: Garland Science. 2e editie.
2. Alberts, B., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberth, k., & Walter, p. (2008). Biologie van de celmoleculair. Garland Science, Taylor en Francis Group.
3. Audesirk, T., AudeseK, g., & Byers, B. EN. (2004). Biologie: wetenschap en natuur. Pearson Education.
4. Cooper, G. M., Hausman, r. EN. & Wright, n. (2010). De cel. (PP. 397-402). Marbán.
5. Hickman, c. P, Roberts, L. S., Scherp, s. L., Larson, a., I'anson, h. & Eisenhour, D. J. (2008). Geïntegreerde priorms van zoölogie. New York: McGraw-Hill. 14^e Editie.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand larios. (2003). Cellulaire en moleculaire biologie. Mexico. Redactionele Pearson Education.
7. Sierra, een. M., Tolosa, m. V., Vao, c. S. G., López, a. G., Monge, r. B., Algar, of. G. & Carderús, r. B. (2001). Associatie tussen heroïneverbruik tijdens zwangerschap en structurele afwijkingen van ademhalingscilia in de neonatale periode. Annals of Pediatrics, 55 (4): 335-338).
8. Stevens, a., & Lowe, J. S. (1998). Menselijke histologie. Harcourt Brace.
9. Welsch, u., & Sobotta, J. (2008). Histologie. ED. Pan -American Medical.