Cilia: Definice, typy a funkce

Řasy jsou dlouhé, trubkovité organely nacházející se na povrchu mnoha eukaryotické buňky. Mají složitou strukturu a mechanismus, který jim umožňuje mávat kruhovým vzorem nebo snapovat jako bič.

Ciliální akce je používána jednobuněčnými organismy pro pohyb a obecně pro pohyb tekutin, zatímco řasy, které se nepohybují, se používají pro senzorický vstup.

Cilia má mnoho podobností bičíky v tom, že jsou to vlasová prodloužení z buňky, vyčnívající přes buňku plazmatická membrána.

Rozdíly řasinek vs. bičíky zahrnují umístění, pohyb a délku. Velké množství řasinek má tendenci být umístěno na široké ploše buněčného povrchu, zatímco bičíky jsou buď solitérní nebo málo.

Cilia se pohybují společně koordinovaným způsobem, zatímco bičíky se pohybují samostatně. Cilia bývají menší než bičíky.

Bičíky se obvykle nacházejí na jednom konci buňky, a přestože mohou být citlivé na teplotu nebo určité látky, používají se hlavně k pohybu buněk. Cilia má několik možných smyslových funkcí, zvláště když je součástí nervové buňkya nemusí se vůbec hýbat.

Cilia se vyskytují pouze v eukaryotech, zatímco bičíky se vyskytují jak v eukaryotických, tak v prokaryotické buňky.

Cilia v eukaryotických buňkách je komplikovaná trubkovitý struktura uzavřená v plazmatické membráně. Trubky se skládají z lineární polymerní proteiny tvoří devět vnějších mikrotubulárních dubletů umístěných symetricky kolem středního páru vnitřních tubulů.

Vnitřní pár jsou dva samostatné tubuly, zatímco vnější devět dubletů má každý společnou stěnu tubulu.

Sady 9 + 2 mikrotubuly jsou uspořádány ve válcové struktuře zvané axoném a jsou připojeny k buňce v části cilium zvané bazální tělo nebo kinetosom. Bazální tělo je zase ukotveno k cytoplazmatické straně buněčné membrány. Mikrotubuly jsou drženy na místě pomocí proteinových ramen, paprsků a vazeb uvnitř řasinek.

Tyto proteinové struktury dodávají řasinkám jejich tuhost a jsou důležitou součástí jejich pohybového systému.

The motorický proteindynein se nachází v ramenech a paprskech spojujících mikrotubulya řídí pohyb řasinek. Molekuly dyneinu jsou připojeny k jednomu z mikrotubulů prostřednictvím ramen a vazeb.

Využívají energii z adenosintrifosfát (ATP) pohybovat jedním z dalších mikrotubulů nahoru a dolů. Proměnlivý klouzavý pohyb mikrotubulů vytváří ohybový pohyb.

Cilia přicházejí ve dvou základních typech, ale každý typ může plnit několik ciliálních funkcí. V závislosti na své funkci mají různé vlastnosti a schopnosti.

Všechny řasinky jsou buď pohyblivé nebo nepohyblivé, což znamená, že se mohou pohybovat nebo ne. Non-pohyblivé řasinky jsou také označovány jako hlavní řasinky a téměř každá eukaryotická buňka má alespoň jednu. Pohyblivé řasinky se pohybují, ale jejich funkce jsou různé a pouze jeden typ je lokomotiva v tom, že její pohyb pohybuje přidruženou buňkou.

Různé typy a funkce jsou následující:

• Primární řasinky, chemické senzory: Řasinky jsou stacionární, ale cítí přítomnost látek, jako jsou proteiny, a vysílají odpovídající signály do buněk, jako jsou buňky ledvin.
• Primární řasinky, fyzické senzory: Řasinky těchto buněk jsou citlivé na dotek a pohyb. Tyto řasinky jsou zodpovědné za detekci zvuku ve vnitřním uchu.
• Primární řasinky,signalizace: Cilia detekuje buněčnou signalizaci, jako je signalizace Hedgehog (Hh), klíčový faktor ve vývoji savčích buněk a tkání.
• Pohyblivé řasinky,pohyb: Řasinky umožňují buňkám pohybovat se při hledání potravy a vyhnout se nebezpečí, zejména v jednobuněčných organismech, jako je paramecium.
• Pohyblivé řasy, doprava: Cilia svým pohybem podporuje transport tekutiny trubicí nebo kanálem jako ve vejcovodu.
• Pohyblivé řasy, odstraňování kontaminantů: Cilia svým pohybem rozdala kontaminující částice a přesunula je ven, například v dýchací systém.

Řasinky nalezené na většině buněk se používají jako způsob interakce s okolím a jinými buňkami, ať už pohybem nebo smyslovými prostředky. Různé typy řasinek pomáhají buňkám plnit funkce, které by jinak měly potíže s prováděním.

Vzhledem k tomu, že primární řasy se nemusí hýbat, je jejich struktura jednodušší než u jiných řasinek. Místo struktury pohyblivých řasinek 9 + 2 jim chybí dva centrální páry mikrotubulů a mají strukturu 9 + 0. Nepotřebují motorický protein dyneinu a chybí jim mnoho paží, paprsků a vazeb spojených s ciliálním pohybem.

Místo toho jejich senzorické schopnosti často pocházejí z toho, že jsou řasinky nervových buněk a používají se nervová signalizace funkce k provádění jejich smyslových úkolů. Většina eukaryotických buněk má alespoň jednu z těchto primárních nebo nepohyblivých řasinek.

Pokud jsou řasinky nebo buňky s nimi spojené vadné nebo chybí, může nedostatek jejich specializovaných funkcí vést k vážným onemocněním.

Například řasinky zapnuté ledvinové buňky napomáhají funkci ledvin a problémy s těmito buňkami způsobují polycystické onemocnění ledvin. Primární řasinky v očích pomáhají buňkám detekovat světlo a vady mohou způsobit slepotu z nemoci zvané retinitis pigmentosa. Jiné řasy na čichových neuronech jsou zodpovědné za čich.

Specializované funkce, jako jsou tyto, provádí primární řasinky v celém těle.

Buňky s pohyblivými řasinkami mohou využívat pohybové schopnosti jejich řasinek několika způsoby. Jejich původním účelem bylo pomoci jednobuněčným organismům pohybovat se a stále hrají tuto roli v primitivních formách života, jako jsou nálevníci.

Když se vyvinuli mnohobuněčné organismy, buňky s řasinkami již nebyly pro pohyb organismu potřebné a převzaly další úkoly.

Ciliální pohyb má několik charakteristik, díky nimž je jejich pohyb užitečný. Obvykle bijí koordinovaným způsobem tam a zpět napříč několika řadami řasinek a tvoří tak efektivní transportní mechanismus.

Většina buněk zapojených do transportu má na jednom ze svých povrchů velké množství řasinek, což umožňuje rychlý transport významných objemů. I když buňky nepohybují přímo, mohou pomoci s pohybem jiných látek.

Typickými příklady jsou:

• Dýchací systém: Buňky s až 200 řasinkami lemují části dýchacího systému, jako je průdušnice. Jejich koordinovaný pohyb vln transportuje hlen z dýchacích cest a přináší s sebou jakékoli částice nebo nečistoty.
• Vejcovody: Tlukot řasinek ve stěnách vejcovodů pohání vajíčko dolů trubičkou do dělohy, kde se připojuje a roste. Pokud jsou řasinky vadné, vajíčko nevstupuje do dělohy a mimoděložní těhotenství může mít za následek.
• Střední ucho: Ciliované buňky na epitel středního ucha pomáhají s rozvojem sluchu. Poruchy těchto pohyblivých řasinek mohou mít za následek onemocnění zvané zánět středního ucha a může vést ke ztrátě sluchu.

Pohyblivé řasy se nacházejí na epitelu mnoha částí těla, a přestože jejich funkce někdy nejsou dobře pochopeny, zaujímají zásadní roli ve vývoji organismu a buněčných procesech.

Jejich složitá struktura, komplikovaný vnitřní posuvný mechanismus a jejich koordinovaný pohyb tento pohyb demonstrují je obtížně realizovatelná biologická funkce a porucha jejich činnosti má často za následek onemocnění organismu.

Související obsah buněčné biologie:

• Buněčný cyklus
• Transdukce signálu
• Buněčné dělení
• Epitelové buňky