Από τι προέρχονται τα βασικά σώματα που σχηματίζουν Cilia και Flagella;

Πολλοί μικροοργανισμοί και κυτταρικοί τύποι περιέχουν βλεφαρίδες ή μαστίγια, οι οποίες είναι δομές που μοιάζουν με μαλλιά ή σαντιγί, προεξέχουν από το κυτταρικό τοίχωμα στο εξωτερικό περιβάλλον. Cilia και flagella Λειτουργεί για την προώθηση ενός κινητού στοιχείου, τη μετακίνηση εξωτερικών υλικών γύρω από ένα σταθερό κελί ή τη λειτουργία ως μη κινητή αισθητήρια στοιχεία.

Το Cilia και το flagella έχουν την ίδια βασική δομή και διαφέρουν μόνο στο ότι τα μαστίγια είναι μακρύτερα από το Cilia. Διαφέρουν επίσης με το πώς κινούνται και με ποια κελιά βρίσκονται. Και οι δύο τύποι δομών έχουν τις ρίζες τους στο κελί στο βασικό σώμα (ονομάζεται επίσης a κινητοσώμα), που είναι μια εξειδικευμένη μορφή μιας δομής που ονομάζεται centriole.

Ένα βασικό σώμα είναι ένα centriole, η οποία είναι μια κυλινδρική δομή που αποτελείται από μικροσωληνίσκους που με τη σειρά τους περιέχουν έως και 13 πρωτόκολλα που περιβάλλουν ένα κοίλο κέντρο. Τα βασικά σώματα είναι τα οργανίδια που χρειάζονται για να σχηματίσουν βλεφαρίδες και μαστίγια. Τα πρωτόκολλα είναι πολυμερή της πρωτεΐνης τουμπουλίνη.

Οι μικροσωληνίσκοι σε ένα βασικό σώμα εμφανίζονται ως σύνολο εννέα τριπλών. Κάθε τρίδυμο περιέχει τρία μικροσωληνίσκοι, με την ένδειξη Α, Β και Γ, που συνδέονται μεταξύ τους κατά μήκος τους.

Τα εννέα τρίδυμα σχηματίζουν έναν κοίλο κύλινδρο που βρίσκεται ακριβώς κάτω από την κυτταρική μεμβράνη. Ένα βασικό σώμα χρησιμεύει ως η ρίζα από την οποία βλάστηση και μαστίγιο βλαστάνουν και αγκυροβολούν στο κελί.

Το βασικό σώμα είναι ένα παράδειγμα κέντρου οργάνωσης μικροσωληναρίων, ή MTOC. Αυτές οι δομές είναι μοναδικές επειδή αποτελούνται από τη γάμμα μορφή τουμπουλίνης. Αυτό σημαίνει απλώς ότι η τουμπουλίνη έχει μια ελαφρώς διαφορετική δομή σε σύγκριση με την άλφα και τη β τουμπουλίνη, η οποία του επιτρέπει να λειτουργεί διαφορετικά.

Οι πρωτεΐνες τουμπουλίνης στη μαστίγια και στη σίλια είναι της ποικιλίας άλφα και βήτα. Ως MTOC, το βασικό σώμα σταθεροποιεί τους μικροσωληνίσκους και υποστηρίζει την κίνησή τους. Η γάμμα τουμπουλίνη ενός MTOC ενώνεται με άλλες πρωτεΐνες για να σχηματίσει σύμπλοκα δακτυλίου που παρέχουν μια θέση σύνδεσης για τους μικροσωληνίσκους.

Το βασικό σώμα μεταβαίνει σε μια δομή που ονομάζεται αξονήμα, που σχηματίζει το σκελετό του μαστιγίου ή του τσίλιου. Εντός της ζώνης μετάβασης, οι μικροσωληνίσκοι C του βασικού σώματος τερματίζονται. Τα υπόλοιπα εννέα σύνολα σωληναρίων Α και Β εκτείνονται μέσω της ζώνης μετάβασης και βοηθούν στη διαμόρφωση του αξονήματος.

Κινητή σίλια και μαστίγια, όπως εκείνα που βρέθηκαν στην ανθρώπινη τραχεία και το μαστίγιο σπερματοζωάρια, έχουν αξονήματα που περιέχουν δύο επιπλέον μικροσωληνίσκους που τρέχουν στον κεντρικό άξονα. Οι μη κινητές βλεφαρίδες δεν διαθέτουν τους κεντρικούς μικροσωληνίσκους.

Τα βασικά σώματα εκτελούν διάφορες λειτουργίες που είναι σημαντικές για τις δραστηριότητες της βλεφαρίδας και της μαστίγιας. Οι εννέα βασικοί μικροσωληνίσκοι σώματος παρέχουν το πρότυπο για την κατασκευή του αξονήματος. Το βασικό σώμα προσανατολίζει επίσης και τοποθετεί το τσίλι ή το μαστίγιο, το οποίο είναι κρίσιμο για τη σωστή κίνηση υγρών εντός του αξονήματος.

Τα βασικά σώματα ρυθμίζουν την είσοδο πρωτεϊνών στο άξονα και διαδραματίζουν ρόλο κυτταρική διαίρεση. Οποιαδήποτε βασική δυσλειτουργία του σώματος μπορεί να οδηγήσει σε διάφορες ασθένειες.

Μια τέτοια ασθένεια ονομάζεται Σύνδρομο Joubert. Προκαλείται από διάφορες μεταλλάξεις στα γονίδια βασικού σώματος και βλεφαρίδας, ο σχηματισμός βλεφαρίδων και βασικού σώματος είναι ανώμαλος στο αναπτυσσόμενο έμβρυο. Χωρίς σωστή λειτουργία της βλεφαρίδας κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, οι περιοχές του σώματος και των κυττάρων στο έμβρυο δεν αναπτύσσονται σωστά.

Αυτές οι σηματοδοτικές και αναπτυξιακές δυσλειτουργίες που οδηγούν στα συμπτώματα αυτής της ασθένειας, συμπεριλαμβανομένων σοβαρά υπανάπτυκτες και μη φυσιολογικές κινητικές ικανότητες, παρεγκεφαλισμένη δυσπλασία, έλλειψη ελέγχου των μυών, ορμονικά προβλήματα, γροθιά βλέφαρα και άλλα.

Ένα άλλο παράδειγμα μιας βασικής διαταραχής του σώματος είναι Σύνδρομο Meckel. Προκαλείται από μεταλλάξεις στα γονίδια που επιτρέπουν στον σχηματισμό και τη λειτουργία των βασικών σωμάτων, οδηγεί σε θάνατο για όσους επηρεάζονται. Πιστεύεται ότι είναι θανατηφόρο λόγω αδρανούς / λανθασμένης βλεφαρίδας που δεν κυκλοφορούν σωστά αμνιακό υγρό κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης.