Dva typy řasinek v parameciu

Paramecia jsou jednobuněčné mikroorganismy, které žijí ve sladkovodním a mořském prostředí. Patří do kmene Ciliophora, řasinkatých prvoků. Cilium je krátká struktura podobná vlasům, která vyčnívá z buněčné membrány organismu. Paramecium má tisíce řasinek, které rytmicky bijí, což poskytuje způsob, jak se pohybovat a zametat jídlo do ústní drážky. Vědci zjistili, že různé biochemické motory pohánějí funkci řasinek v parameciu.

Paramecia se vyskytuje v mnoha druzích a její délka se pohybuje mezi 50 a 330 mikrometry - zhruba jedna tisícina až setina palce. Buněčná membrána nebo pelikula je po celou dobu pokryta řasinkami. Paramecia jedí bakterie, řasy a další drobná stvoření tím, že je spolkne pomocí orálního žlábku pokrytého řasinkami, který vede z přední části buňky do středu. Paramecium plave kolem tím, že porazí řasinky unisono, ale řasinky obklopující ústní drážku bijí do jiného rytmu.

Struktura cilium je svazek mikrotubulů, známý jako axoném, který je připojen k bazálnímu tělu na povrchu buňky. Mikrotubule se skládá z přibližně 13 protofilamentů, dlouhých válců, které se vyrovnávají vedle sebe a vytvářejí tvar duté trubice mikrotubulu. Axoném obsahuje devět vnějších párů dvojitých mikrotubulů a dva centrální singulární mikrotubuly. Různé můstky spojují členy obou polí mikrotubulů a spojují obě pole navzájem. Proteiny známé jako molekulární motory způsobují porážku řasinek.

Cilium bije, protože některé molekulární motory mění tvar. Motory čerpají energii z adenosintrifosfátu neboli ATP, což je univerzální biochemický zásobník energie. Když chemická reakce uvolní fosfátovou skupinu z ATP, molekulární motory uvnitř spojovacích můstků mezi axonemy se otočí. Výsledkem je, že jeden mikrotubul se pohybuje relativně k druhému a stahuje řasinky do pohybu. Zatímco struktury řasinek, které pohánějí paramecium, jsou identické se strukturami, do kterých zametají jídlo jeho ústa, dvě akce používají různé molekulární motory a pracují na různých frekvencích a silné stránky.

V roce 2013 vědci z Brown University pod vedením postgraduálního studenta Ilyonga Junga manipulovali s viskozitou kapaliny obklopující paramecia. Počínaje vodou zvyšovali hustotu kapaliny až sedmkrát. Zjistili, že vyšší viskozita zpomalovala řasinky při plavání, ale sotva ovlivňovala řasinky. Zdvojnásobení viskozity snížilo plaveckou akci asi o polovinu, ale i při sedminásobném nárůstu se řasenka krmení zpomalila jen asi o 20 procent. Protože všechny řasinky mají stejnou strukturu, může za výsledky odpovídat pouze rozdíl v molekulárním motoru. Pokračují práce na stanovení přesných základních mechanismů.