CILIA: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪRA, FUNKCIJOS IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Kad blakstiena yra trumpi gijinės projekcijos, esantį ant membranos iš įvairių tipų ląstelių, kraujo plazmoje paviršių. Šios struktūros yra pajėgios vibracijai, kurios padeda judėti ląstelėse ir sukuria sroves tarpląstelinėje aplinkoje.

Daugelis ląstelių yra išklotos ciliarais, kurių ilgis yra maždaug 10 μm. Apskritai, blakstiena juda gana koordinuotai judant pirmyn ir atgal. Tokiu būdu ląstelė keliauja per skystį arba skystis keliauja pačios ląstelės paviršiuje.

Šaltinis: Atitinkamai: „Picturepest“, Anatolijus Michahalcovas, Berndas Laberis, „Deuterostome“, „Flupke59“

Šios pailgintos membranos struktūros daugiausia susideda iš mikrotubulų ir yra atsakingos už įvairių eukariotinių organizmų ląstelių judėjimą.

Cilia yra būdinga susiformavusių pirmuonių grupei. Paprastai jų būna eumetazoose (išskyrus nematodų ir nariuotakojų organizmus), kur jie dažniausiai būna epitelio audiniuose ir sudaro sukeltą epitelį.

charakteristikos

Eukariotų žievės ir žiogeliai yra labai panašios struktūros, kurių kiekvieno skersmuo yra maždaug 0,25 μm. Struktūriškai jie yra panašūs į žiuželius, tačiau tose ląstelėse, kurios jas pateikia, jų yra daug daugiau nei žiuželiuose, o ląstelių paviršiuje susidaro žiuželiai.

Celiumas pirmiausia juda žemyn, o po to palaipsniui ištiesinamas, sukurdamas irklavimo judesio įspūdį.

Ciliasa juda taip, kad kiekviena iš arti esančio kaimyno (metachroninis ritmas) yra šiek tiek per ritma, sukurdama nuolatinį skysčio srautą per ląstelės paviršių. Šis koordinavimas yra grynai fizinis.

Kartais sudėtinga mikrotubulų ir skaidulų sistema jungiasi prie bazinių kūnų, tačiau neįrodyta, kad jie vaidina koordinuojantį ciliarinį judėjimą.

Atrodo, kad daugelis blakstienos neveikia kaip judriosios struktūros, todėl buvo vadinamos pirminėmis blakstienos. Daugumoje gyvūninių audinių yra žievės, įskaitant kiaušidžių, neuronų, kremzlių, besivystančių galūnių ektodermą, kepenų ląsteles, šlapimo kanalus.

Nors pastarieji nėra mobilūs, pastebėta, kad ciliarinė membrana turi daugybę receptorių ir jonų kanalų, turinčių sensorinę funkciją.

Prisirišę organizmai

Cilia yra svarbus taksonominis požymis klasifikuojant pirmuonis. Organizmai, kurių pagrindinis judėjimo mechanizmas yra blakstienos, priklauso „kiliatams“.

Šie organizmai gauna šį pavadinimą, nes ląstelės paviršius yra išklotas žiedais, kurie ritmingai kontroliuojami. Šioje grupėje blakstienų išsidėstymas labai skiriasi ir net kai kuriems organizmams trūksta suaugusiųjų, kurie yra ankstyvose gyvenimo ciklo stadijose.

Ciliates paprastai yra didžiausi pirmuonys, kurių ilgis svyruoja nuo 10 μm iki 3 mm, ir jie taip pat yra struktūriškai sudėtingiausi su įvairiomis specializacijomis. Cilia paprastai išdėstytos išilginėmis ir skersinėmis eilėmis.

Atrodo, kad visi blakstienos turi kinų sistemas, net ir tos, kuriose tam tikru metu trūksta blakstienų. Daugelis šių organizmų gyvena laisvai, kiti yra specializuoti simbiontai.

Struktūra

Cilia auga iš bazinių kūnų, glaudžiai susijusių su centriolais. Baziniai kūnai turi tokią pačią struktūrą kaip ir centriolai, įterpti į centrosomas.

Baziniai kūnai turi aiškų vaidmenį organizuojant aksonų mikrotubules, kurie reprezentuoja pagrindinę blakstienos struktūrą, taip pat kaip ir žievės tvirtinimas prie ląstelės paviršiaus.

Aksononeme yra mikrotubulių ir susijusių baltymų rinkinys. Šios mikrotubulės yra išdėstytos ir modifikuotos tokiu įdomiu piešiniu, kad tai buvo vienas iš netikėčiausių elektronų mikroskopijos atskleidimų.

Paprastai mikrotubulai yra išdėstyti būdingu „9 + 2“ modeliu, kuriame centrinė mikrotubulų pora yra apsupta 9 išorinių mikrotubulų dvigubų elementų. Ši 9 + 2 formacija būdinga visų formų žievėms - nuo pirmuonių iki tų, kurie randami žmonėms.

Mikrovamzdeliai ištisai tęsiasi išilgai aksonos ilgio, kuris paprastai yra maždaug 10 µm ilgio, bet kai kuriose ląstelėse gali būti net 200 µm. Kiekviena iš šių mikrotubulų turi poliškumą, minusai (-) yra pritvirtinti prie „bazinio kūno arba kinetozomos“.

Mikrotubulių charakteristikos

Aksonono mikrotubulai yra susieti su daugybe baltymų, kurie išsikiša į įprastas padėtis. Kai kurie iš jų veikia kaip kryžminiai saitai, kuriuose yra mikrotubulų pluoštai kartu, kiti sukuria jėgą generuoti to paties judesį.

Centrinė mikrotubulų pora (individuali) yra baigta. Tačiau dvi mikrotubulės, sudarančios kiekvieną išorinę porą, yra struktūriškai skirtingos. Vienas iš jų, vadinamas „A“ kanalėliu, yra visas mikrotubulys, sudarytas iš 13 protofilamentų, kitas nepilnas (B kanalėlis) sudarytas iš 11 prototipų, pritvirtintų prie A kanalėlio.

Šios devynios išorinių mikrotubulų poros yra sujungtos viena su kita ir su centrine pora baltymo „nexin“ radialiniais tilteliais. Prie kiekvieno „A“ kanalėlio pritvirtintos dvi dyneino rankos. Šių ciliarinių aksoneminių dyneinų motorinis aktyvumas yra atsakingas už blauzdų ir kitų struktūrų, turinčių tą pačią struktūrą, plakimą, pvz., Žiogelį.

Kilpos judėjimas

Cilia judama aksoneme, kuris yra sudėtingas mikrotubulų pluoštas. Kriauklių klasteriai juda vienakryptėmis bangomis. Kiekvienas ciliumas juda kaip plakta, ciliumas yra visiškai prailgintas, o paskui atsigauna iš pradinės padėties.

Nugrimzdo judesius iš esmės sukelia išorinių mikrotubulų dvigubų slenkimas vienas kito atžvilgiu, kurį lemia motorinis aksoneminio dyneino aktyvumas. Dineino pagrindas jungiasi su A mikrotubuliais, o galvos grupės - prie gretimų B kanalėlių.

Dėl neksino tiltuose, jungiančiuose išorinius aksonėjos mikrotubules, vieno dvigubo slydimas per kitą verčia juos pasilenkti. Pastaroji atitinka blakstienų judėjimo pagrindą, procesą, apie kurį dar mažai žinoma.

Vėliau mikrotubulai grįžta į pradinę padėtį, todėl ciliumas vėl atsistato. Šis procesas leidžia ciliumui suklijuoti ir sukelti efektą, kuris kartu su kitomis paviršiaus blakstienomis suteikia mobilumą ląstelei ar supančiai aplinkai.

Energija ciliariniam judėjimui

Kaip ir citoplazminis dyneinas, ciliarinis dyneinas turi motorinę sritį, kuri hidrolizuoja ATP (ATPazės aktyvumą), kad judėtų išilgai mikrotubulės link jos minusinio galo, ir įkrovimo nešančią uodegos sritį, kuri šioje atvejis yra gretimi mikrotubuliai.

Cilia juda beveik nuolat, todėl ATP forma reikalauja daug energijos. Šią energiją generuoja daugybė mitochondrijų, kurios paprastai gausu šalia bazinių kūnų, būtent ten, kur kilia.

funkcijos

Judėjimas

Pagrindinė blauzdų funkcija yra skysčio judėjimas per ląstelės paviršių arba atskirų ląstelių judėjimas per skystį.

Ciliarinis judėjimas yra gyvybiškai svarbus daugeliui rūšių, atliekant tokias funkcijas kaip maisto tvarkymas, dauginimasis, išsiskyrimas ir osmoreguliacija (pavyzdžiui, liepsnojančiose ląstelėse) ir skysčių bei gleivių judėjimas ląstelių sluoksnių paviršiuje. epitelio.

Kai kurių pirmuonių, tokių kaip Paramecium, žievės yra atsakingos ir už organizmo mobilumą, ir už organizmo ar jo dalelių prapūtimą link burnos ertmės maistui.

Kvėpavimas ir maitinimas

Daugialąsteliniai gyvūnai veikia kvėpuodami ir maitindami, nešdami kvėpavimo dujas ir maisto daleles virš vandens ląstelės paviršiuje, pavyzdžiui, moliuskuose, kurie šeriami filtruojant.

Žinduolių kvėpavimo takai yra iškloti plaukų ląstelėmis, kurios stumia gleives su dulkėmis ir bakterijomis į gerklę.

Ciliakas taip pat padeda išplauti kiaušinius išilgai kiaušidės, o susijusi struktūra - žiedinis žievelis - išstumia spermą. Šios struktūros ypač išryškėja kiaušintakiuose, kur jie perkelia kiaušinį į gimdos ertmę.

Plaukų ląstelės, tiesiančios kvėpavimo takus, valo jas nuo gleivių ir dulkių. Epitelio ląstelėse, tiesiančiose žmogaus kvėpavimo takus, didelis skaičius ciliumų (109 / cm2 ar daugiau) gleivių sluoksnius, kartu su įstrigusiomis dulkių dalelėmis ir negyvomis ląstelėmis, praryja į burną, kur jos praryjamos ir pašalinamos.

Struktūriniai anomalijos žandikaulyje

Žmonėms kai kurie paveldimi ciliarinio dyneino defektai sukelia vadinamąjį Kartenegerio sindromą arba nemirtingą cilia sindromą. Šiam sindromui būdingas vyrų sterilumas dėl spermos nejudrumo.

Be to, žmonės, sergantys šiuo sindromu, yra labai jautrūs plaučių infekcijai, atsirandančiai dėl kvėpavimo takų žievės paralyžiaus, nes nepavyksta išvalyti juose esančių dulkių ir bakterijų.

Kita vertus, šis sindromas sukelia defektus nustatant kairės-dešinės kūno ašį ankstyvojo embriono vystymosi metu. Pastarasis buvo atrastas neseniai ir yra susijęs su tam tikrų organų šoniškumu ir vieta kūne.

Kitos šio tipo ligos gali atsirasti dėl heroino vartojimo nėštumo metu. Naujagimiai gali patirti ilgalaikį naujagimių kvėpavimo sutrikimą, atsirandantį dėl ultravioletinių struktūrų pakitusių žievės aksonų kvėpavimo epitelyje.

Nuorodos

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. ir Walter, P. (2004). Esminė ląstelių biologija. Niujorkas: girliandų mokslas. 2-asis leidimas.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Ląstelės molekulinė biologija. „Garland Science“, „Taylor“ ir „Francis“ grupės atstovai.
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologija: mokslas ir gamta. „Pearson Education“.
4. Cooperis, GM, Hausmanas, RE & Wright, N. (2010). Ląstelė. (p. 397–402). Marbanas.
5. Hickmanas, C. P, Robertsas, LS, Keenas, SL, Larsonas, A., I´Anson, H. ir Eisenhouras, DJ (2008). Integruoti zoologijos principai. Niujorkas: „McGraw-Hill“. 14 ^-asis leidimas.
6. Jiménez García, L. J ir H. Merchand Larios. (2003). Ląstelių ir molekulių biologija. Meksika. Redakcija „Pearson Education“.
7. Siera, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG & Cardelús, RB (2001). Ryšys tarp heroino vartojimo nėštumo metu ir kvėpavimo takų struktūros anomalijų naujagimiams. Annals of Pediatrics, 55 (4) : 335-338).
8. Stevens, A., & Lowe, JS (1998). Žmogaus histologija. Harcourto petnešos.
9. Welsch, U., ir Sobotta, J. (2008). Histologija. Panamerican Medical Ed.