Cilia: Определение, видове и функция

Cilia са дълги, тръбни органели, открити на повърхността на много еукариотни клетки. Те имат сложна структура и механизъм, който им позволява да махат в кръг или да щракат по камшичен начин.

Цилиалното действие се използва от едноклетъчни организми за движение и обикновено за движещи се течности, докато ресничките, които не се движат, се използват за сензорно въвеждане.

Cilia имат много прилики с флагела по това, че те са подобни на косми удължения от клетка, изпъкнали през клетката плазмената мембрана.

Разлики на ресничките срещу флагелите включват местоположение, движение и дължина. Голям брой реснички са склонни да бъдат разположени на широка площ от клетъчната повърхност, докато джгутиците са или единични, или малко на брой.

Cilia се движат заедно, координирано, докато флагелите се движат независимо. Cilia са склонни да бъдат по-къси от флагелите.

Флагелите обикновено се намират в единия край на клетката и макар да са чувствителни към температура или определени вещества, те се използват главно за движение на клетките. Cilia имат няколко възможни сензорни функции, особено когато са част от

Cilia се срещат само в еукариотите, докато бичетата се срещат както в еукариотните, така и в прокариотни клетки.

Cilia в еукариотните клетки имат сложно тръбни структура, затворена в плазмена мембрана. Тубулите са съставени от линейни полимерни протеини съставляващи девет външни микротубулни дублета, разположени симетрично около централна двойка вътрешни каналчета.

Вътрешната двойка са две отделни тубули, докато външните девет дублета споделят обща стена на тубулите.

Наборите от 9 + 2 микротубули са подредени в цилиндрична структура, наречена аксонема и са прикрепени към клетката в част от ресничките, наречена базално тяло или кинетозома. Базалното тяло от своя страна е закотвено към цитоплазмената страна на клетъчната мембрана. Микротубулите се държат на място чрез протеинови рамена, спици и връзки вътре в ресничките.

Тези протеинови структури придават скованост на ресничките и са важна част от тяхната система за подвижност.

The двигателен протеиндинеин се намира в ръцете и спиците, свързващи микротубулии задвижва движението на ресничките. Молекулите на динеин са прикрепени към една от микротубулите през рамената и връзките.

Те използват енергия от аденозин трифосфат (АТФ) за да преместите една от другите микротубули нагоре и надолу. Променливото плъзгащо движение на микротубулите създава огъващо движение.

Cilia се предлага в два основни типа, но всеки тип може да изпълнява няколко ресничести функции. В зависимост от тяхната функция те имат различни характеристики и възможности.

Всички реснички са или подвижни, или неподвижни, което означава, че могат да се движат или не. Неподвижните реснички също са посочени като първичен реснички и почти всяка еукариотна клетка има поне една. Подвижните реснички се движат, но техните функции са разнообразни и само един тип е локомотив, тъй като движението му премества свързаната клетка.

Различните видове и функции са както следва:

• Първични реснички, химически сензори: Ресничките са неподвижни, но усещат наличието на вещества като протеини и изпращат съответни сигнали до клетки като бъбречни клетки.
• Първични реснички, физически сензори: Ресничките на тези клетки са чувствителни на допир и движение. Такива реснички са отговорни за откриването на звук във вътрешното ухо.
• Първични реснички,сигнализация: Ресничките откриват клетъчна сигнализация, като например таралеж (Hh), ключов фактор за развитието на клетките и тъканите на бозайниците.
• Подвижни реснички,движение: Ресничките позволяват на клетките да се придвижват в търсене на храна и за да се избегне опасност, особено в едноклетъчни организми като парамециум.
• Подвижни реснички, транспорт: Cilia използват своето движение, за да стимулират транспортирането на течност през тръба или канал, както в яйцепровода.
• Подвижни реснички, отстраняване на замърсители: Cilia използват движението си, за да отделят замърсяващи частици и да ги преместят навън, например в дихателната система.

Ресничките, открити в повечето клетки, се използват като начин за взаимодействие с околната среда и с други клетки, независимо дали чрез движение или чрез сензорни средства. Различните видове реснички помагат на клетките да изпълняват функции, които иначе биха имали проблеми с изпълнението.

Тъй като първичните реснички не трябва да се движат, тяхната структура е по-проста от тази на другите реснички. Вместо структурата 9 + 2 на подвижните реснички, те нямат двете централни двойки микротубули и имат структура 9 + 0. Те не се нуждаят от двигателния протеин на динеин и им липсват много от ръцете, спиците и връзките, свързани с движението на ресничките.

Вместо това техните сензорни способности често идват от това, че са реснички на нервните клетки и се използват нервна сигнализация функции за изпълнение на техните сензорни задачи. Повечето еукариотни клетки имат поне една от тези първични или неподвижни реснички.

Ако ресничките или свързаните с тях клетки са дефектни или липсват, липсата на техните специализирани функции може да доведе до сериозни заболявания.

Например ресничките на бъбречни клетки помагат на бъбречната функция, а проблемите с тези клетки причиняват поликистоза на бъбреците. Първичните реснички в очите помагат на клетките да откриват светлина, а дефектите могат да причинят слепота от заболяване, наречено пигментозен ретинит. Други реснички на обонятелните неврони са отговорни за обонянието.

Специализирани функции като тези се изпълняват от първични реснички в цялото тяло.

Клетките с подвижни реснички могат да използват възможностите за движение на ресничките си по няколко начина. Първоначалната им цел беше да помогнат на едноклетъчните организми да се движат и те все още играят тази роля в примитивни форми на живот като ресничките.

Когато многоклетъчните организми еволюират, клетките с реснички вече не са необходими за движението на организма и поемат други задачи.

Цилиалното движение има няколко характеристики, които помагат движението им да бъде полезно. Те обикновено бият по координиран начин напред-назад през няколко реда реснички, създавайки ефективен транспортен механизъм.

Повечето клетки, участващи в транспорта, имат голям брой реснички на една от повърхностите си, което прави възможно бързото транспортиране на значителни обеми. Въпреки че не движат клетките директно, те могат да помогнат при движението на други вещества.

Типични примери са:

• Дихателната система: Клетки с до 200 реснички линии на дихателната система като трахеята. Тяхното координирано движение на вълните изнася слуз от дихателните пътища, като носи със себе си частици или мръсотия.
• Фалопиеви тръби: Биенето на реснички в стените на фалопиевите тръби задвижва яйцеклетка надолу по тръбата в матката, където тя се закрепва и расте. Ако ресничките са дефектни, яйцеклетката не навлиза в матката и ан извънматочна бременност може да доведе до.
• Средно ухо: Реснични клетки на епител на средното ухо помощ при развитие на слуха. Дефектите в тези подвижни реснички могат да доведат до заболяване, наречено отит на средното ухо и може да доведе до загуба на слуха.

Подвижните реснички се намират в епитела на много части на тялото и въпреки че тяхната функция понякога не е добре разбрана, те поемат критична роля в развитието на организма и клетъчните процеси.

Сложната им структура, сложният вътрешен плъзгащ механизъм и координираното им движение демонстрират това движение е трудна за реализиране биологична функция и разпадът в тяхната работа често води до заболяване на организма.

Съдържание на свързаната клетъчна биология:

• Клетъчен цикъл
• Предаване на сигнала
• Клетъчно делене
• Епителни клетки