CILIA: JELLEMZŐK, FELÉPÍTÉS, FUNKCIÓK ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2026

A ciliák sokféle sejttípus rövid filamentáris vetületei vannak a plazmamembrán felületén. Ezek a struktúrák képesek olyan vibrációs mozgásokra, amelyek a sejtek mozgását és az extracelluláris környezetben áramlások létrehozását szolgálják.

Számos sejtet kb. 10 um hosszúságú ciliák sorakoznak be. Általában a csigák meglehetősen koordináltan mozognak hátrafelé. Ilyen módon a cella áthalad a folyadékon, vagy a folyadék maga a cella felületén mozog.

Forrás: Respektív módon: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59

A membránban ezeket a meghosszabbított struktúrákat főként mikrotubulusok alkotják, és felelősek az eukarióta organizmusok különféle típusú sejtjeinek mozgatásáért.

A cilia a csillogott protozoák csoportjára jellemző. Általában az eumetazoában vannak (kivéve a fonálférgeket és az ízeltlábúakat), ahol általában hámszövetekben helyezkednek el, és csomózott hámot képeznek.

jellemzők

Az eukarióta cilia és a flagella szerkezete nagyon hasonló, mindegyikük átmérője körülbelül 0,25 um. Strukturálisan hasonlóak a flagella-hoz, azonban azokban a sejtekben, amelyek azokat bemutatják, sokkal több, mint a flagella, és a sejt felületén pattanások jelennek meg.

A cilium először lefelé mozog, majd fokozatosan kiegyenesedik, evezős mozgás benyomását kelti.

A csíra úgy mozog, hogy mindegyik kissé el van távol a ritmustól a legközelebbi szomszédjával (metakron ritmus), állandó folyadékáramot generálva a sejt felületén. Ez a koordináció tisztán fizikai.

Időnként egy mikrotubulusok és szálak bonyolult rendszere csatlakozik az alaptesthez, de nem bizonyított, hogy koordináló szerepet játszanak a ciliáris mozgásban.

Úgy tűnik, hogy sok cilia nem működik mobil szerkezetként, és elsődleges ciliának nevezik őket. A legtöbb állati szöveten primer ciliák vannak, beleértve a petesejtekben, idegsejtekben, porcokban, a fejlődő végtagok ektodermájában, májsejtekben, húgyvezetékekben egyaránt.

Noha az utóbbi nem mobil, megfigyelték, hogy a ciliáris membrán számos receptorral és szenzoros funkcióval rendelkező ioncsatornával rendelkezik.

Rokon szervezetek

A Cilia fontos taxonómiai karakter a protozók besorolása szempontjából. Azok a szervezetek, amelyek mozgásának fő mechanizmusa a ciliák, a "ciliates vagy ciliates" csoportba tartoznak (Phylum Ciliophora =, amelyek a ciliát hordozzák vagy jelen vannak).

Ezek az organizmusok kapják ezt a nevet, mert a sejtfelületet olyan ciliák borítják, amelyek ellenőrzött ritmikus ütemben vernek fel. Ebben a csoportban a ciliák elrendezése nagyban változik, sőt néhány szervezetnél hiányzik a cilia felnőttkorban, mivel az életciklus korai szakaszában vannak jelen.

A cíliák általában a legnagyobb protozoák, 10 - 3 mm hosszúak, és ők is szerkezetileg legösszetettebbek, széles szakterülettel. A Cilia általában hossz- és keresztirányban van elrendezve.

Úgy tűnik, hogy az összes ciliánusnak kinrendszere van, még azoknak is, amelyeknél bizonyos időn belül nincs cilia. Ezek közül a szervezetek közül sok szabadon él, mások pedig speciális szimbólumok.

Szerkezet

A Cilia olyan alaptestből nő, amely szorosan kapcsolódik a centriolekhoz. Az alaptestek szerkezete megegyezik a centriolekba ágyazott centriolek szerkezetével.

Az alaptesteknek egyértelmű szerepe van az axoneme mikrotubulusának megszervezésében, amely képviseli a ciliák alapvető szerkezetét, valamint a ciliáknak a sejt felületéhez való rögzítését.

Az axonémát mikrotubulusok és kapcsolódó fehérjék halmaza alkotja. Ezek a mikrotubulusok olyan furcsa mintázatban vannak elrendezve és módosítva, hogy ez az elektronmikroszkópia egyik legmeglepőbb megjelenése volt.

Általában a mikrotubulusok jellegzetes "9 + 2" mintázatban vannak elrendezve, amelyben a mikrotubulusok középső párját 9 külső mikrotubulus dublett veszi körül. Ez a 9 + 2 konformáció jellemző a ciliák minden formájára, a protozoáktól az emberekben megtaláltakig.

A mikrotubulusok folyamatosan terjednek az axoneme hossza mentén, amely általában kb. 10 um, de egyes sejtekben akár 200 um is lehet. Ezen mikrotubulusok mindegyikének polaritása van, a mínusz (-) végeket az „alaptesthez vagy kinetoszómához” kötik.

A mikrotubulus jellemzői

Az axoneme mikrotubulusai számos fehérjével vannak kapcsolatban, amelyek szabályos helyzetben vetülnek fel. Néhányuk kereszthivatkozásként működik, amelyek együtt tartalmazzák a mikrotubulus kötegeket, mások erőt generálnak, hogy ugyanazokat a mozgásokat generálják.

A mikrotubulusok középső párja (egyedi) teljes. A külső párokat alkotó két mikrotubulus azonban szerkezetileg különbözik egymástól. Az egyik "A" tubulusnak nevezett teljes mikrotubulus 13 protofilumból áll, a másik nem teljes (B tubulus) 11 protofilamentből áll, amelyek az A tubulushoz kapcsolódnak.

Ez a kilenc külső mikrotubuluspár egymáshoz és a központi párhoz kapcsolódik a „nexin” fehérje sugárirányú hidai által. Mindegyik "A" tubulushoz két dynein kar kapcsolódik, ezeknek a ciliáris axonemikus dyneineknek a motoros aktivitása felel meg a ciliák és az azonos szerkezetű struktúrák, például flagella legyőzéséért.

A csípő mozgása

A Cilia-t az axoneme hajlítása révén mozgatják, amely egy mikrotubulusok komplex kötege. A ciliáris klaszterek egyirányú hullámokban mozognak. Minden cilium mozog, mint egy ostor, a cilium teljesen meghosszabbodik, amelyet az eredeti helyzetéből való felépülés fázisa követ.

A csigolyák mozgását alapvetően a külső mikrotubulus dublettjeinek egymáshoz viszonyított csúsztatása okozza, melyeket az axonemikus dynein motoros aktivitása vezet. A dynein alapja az A mikrotubulusokhoz kötődik, a fejcsoportok pedig a szomszédos B tubulusokhoz kapcsolódnak.

Az axoneéma külső mikrotubulusaihoz csatlakozó hidakban levő nexin miatt az egyik dublett csúszása a másikra kényszeríti őket, hogy meghajoljon. Ez utóbbi megfelel a csípő mozgásának alapjául, amelyről még csak keveset tudunk.

Ezt követően a mikrotubulusok visszatérnek eredeti helyzetükbe, aminek eredményeként a cilium visszanyeri nyugalmi állapotát. Ez a folyamat lehetővé teszi a cilium lekerekítését és olyan hatás elérését, amely a felületen lévő többi ciliával együtt mobilitást ad a sejthez vagy a környező környezethez.

Energia a ciliáris mozgáshoz

Mint a citoplazmatikus dynein, a ciliáris dyneinnek motoros doménje van, amely hidrolizálja az ATP-t (ATPáz aktivitás), hogy egy mikrotubulus mentén mozogjon a mínusz vége felé, és a farok töltőhordozó régiója, amely ebben Az eset egy szomszédos mikrotubulus.

A Cilia szinte folyamatosan mozog, ezért nagy energiaellátást igényel ATP formájában. Ezt az energiát számos olyan mitokondrium generálja, amelyek általában a bazális test közelében helyezkednek el, ahonnan a ciliák származik.

Jellemzők

Mozgalom

A ciliák fő funkciója a folyadék mozgatása a sejt felületén vagy az egyes sejtek meghajtása egy folyadékon keresztül.

A ciliáris mozgás számos faj számára elengedhetetlen olyan funkciókban, mint az élelmezés, a szaporodás, a kiválasztás és az ozmoreguláció (például a lángoló sejtekben), valamint a folyadékok és a nyálka mozgása a sejtrétegek felületén. hám.

Néhány protozoában, például a parameciumban, a csillók felelősek mind a szervezet mozgékonyságáért, mind az organizmusok vagy részecskéknek a szájüreg felé történő megsemmisítéséért.

Légzés és táplálás

A többsejtű állatokban légzésben és táplálkozásban működnek, légzőgázokat és élelmezési részecskéket szállítanak a víz fölött a sejt felületén, például olyan puhatestűekben, amelyek szűréssel táplálkoznak.

Az emlősökben a légutakat hajsejtek bélelik, amelyek a port és baktériumokat tartalmazó nyálkat a torokba tolják.

A ciliák a petesejtet a petesejt mentén is söpörni tudják, és egy ehhez hasonló szerkezet, a flagellum meghajtja a spermat. Ezek a struktúrák különösen nyilvánvalóak a petevezetékekben, ahol a petesejtet a méhüregbe mozgatják.

A hajsejtek, amelyek vonalba hozzák a légutakat, tisztítják a nyálkahártyát és port. Az emberi légzőrendszert összekötő hámsejtekben nagy számban a ciliák (109 / cm2 vagy annál nagyobb) a nyálkahártyákat, a beragadt porrészecskékkel és az elhalt sejtekkel együtt a szájába söpörték, ahol lenyelik és eltávolítják őket.

Szerkezeti rendellenességek a ciliában

Emberekben a ciliáris dynein néhány öröklött rendellenessége az úgynevezett Karteneger-szindrómát vagy immotile cilia-szindrómát okozza. Ezt a szindrómát a sperma mozdulatlansága miatt a férfiak sterilitása jellemzi.

Ezen túlmenően a szindrómás betegek hajlamosak a tüdőfertőzésekre, mivel a légutakban a csípő megbénul, mivel nem képesek megtisztítani a bennük lévő porokat és baktériumokat.

Másrészt, ez a szindróma hibákat okoz a test bal és jobb tengelyének meghatározásában a korai embrionális fejlődés során. Az utóbbi nemrégiben fedezték fel, és kapcsolódik az egyes szervek laterális oldalához és elhelyezkedéséhez a testben.

Más ilyen típusú állapotok előfordulhatnak a heroin fogyasztása terhesség alatt. Az újszülötteknek elhúzódó újszülött légzési rendellenességei lehetnek a légúti epitéliában a csíra axonémájának infrastrukturális megváltozása miatt.

Irodalom

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. és Walter, P. (2004). Alapvető sejtbiológia. New York: Garland Science. 2. kiadás.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K. és Walter, P. (2008). A sejt molekuláris biológiája. Garland Science, Taylor és Francis csoport.
3. Audesirk, T., Audesirk, G. és Byers, BE (2004). Biológia: tudomány és természet. Pearson oktatás.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). A sejt. (397-402. oldal). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. és Eisenhour, DJ (2008). Az állattan integrált alapelvei. New York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
6. Jiménez García, L. J és H. Merchand Larios. (2003). Sejtes és molekuláris biológia. Mexikó. Szerkesztői Pearson Education.
7. Sierra, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG és Cardelús, RB (2001). A heroin terhesség alatt történő használata és a légúti csíkok szerkezeti rendellenességei közötti kapcsolat az újszülöttkorban. Annals of Pediatrics, 55 (4) : 335-338).
8. Stevens, A. és Lowe, JS (1998). Humán szövettan. Harcourt Brace.
9. Welsch, U. és Sobotta, J. (2008). Szövettan. Panamerican Medical Ed.