Parametsia on üherakulised mikroorganismid, mis elavad magevee- ja merekeskkonnas. Nad kuuluvad räbaliste algloomade Ciliophora perekonda. Tsiilium on lühike, juustele sarnane struktuur, mis väljub organismi rakumembraanist. Parameetiumil on tuhandeid ripsmeliselt rütmilisi ripsmeid, mis võimaldavad tal ringi liikuda ja toitu suuõõnesse pühkida. Teadlased on avastanud, et erinevad biokeemilised mootorid toidavad paramiliumis ripsmete funktsiooni.
Minu väike Paramecium
Parametsiaid on palju liike ja nende pikkus jääb vahemikku 50 kuni 330 mikromeetrit - umbes tuhandik kuni sajandik tolli. Rakumembraan ehk pellikkel on kogu ulatuses kaetud ripsmetega. Paramecia sööb baktereid, vetikaid ja muid pisikesi olendeid, neelates neid ripsmetega kaetud suuõõne kaudu, mis kulgeb raku eest keskpunktini. Parameetium ujub ringi, pekses oma ripsmeid ühtselt, kuid suuõõnt ümbritsevad ripsmed peksid teises rütmis.
Ciliumi struktuur ja Cilia tüübid
Tsiiliumi struktuur on mikrotuubulite kimp, mida tuntakse aksonemina ja mis on kinnitatud raku pinnal paikneva aluskeha külge. Mikrotuubul koosneb umbes 13 protofilamendist, pikkadest silindritest, mis joonduvad kõrvuti, moodustades mikrotuubuli õõnsa toru kuju. Aksoneem sisaldab üheksa välimist paari topeltmikrotuubuleid ja kahte tsentraalset ainsust mikrotuubulit. Erinevad sillad ühendavad mõlema mikrotuubulimassiivi liikmeid ja ühendavad kaks massiivi üksteisega. Molekulaarsete mootoritena tuntud valgud põhjustavad ripsmete peksmist.
Molekulaarsed mootorid
Tsiilium lööb, kuna teatud molekulmootorid muudavad kuju. Mootorid ammutavad energiat adenosiinitrifosfaadist ehk ATP-st, universaalsest biokeemilisest energiasalvestist. Kui keemiline reaktsioon vabastab fosfaatrühma ATP-st, pöörduvad aksoneemide vaheliste ühendussildade molekulmootorid. Tulemuseks on see, et üks mikrotuubul liigub teise suhtes ja tõmbab ripsmed liikuma. Kui parameciumi liikuvad tsiliaarstruktuurid on identsed struktuuridega, kuhu toit sisse pühitakse selle suu, need kaks tegevust kasutavad erinevaid molekulaarseid mootoreid ja töötavad erineval sagedusel ja tugevused.
Eksperimentaalsed tõendid
2013. aastal manipuleerisid Browni ülikooli teadlased kraadiõppur Ilyong Jungi juhtimisel parametsiat ümbritseva vedeliku viskoossusega. Alustades veest, suurendasid nad vedeliku tihedust kuni seitsmekordseks. Nad leidsid, et suurem viskoossus aeglustas ujumis-ripsmeid, kuid ei mõjutanud toitvat ripsmetega peaaegu. Viskoossuse kahekordistamine vähendas ujumistegevust umbes poole võrra, kuid isegi seitsmekordse tõusu korral aeglustus toitumisräbastik vaid umbes 20 protsenti. Kuna kõigil ripsloomadel on sama struktuur, saab tulemusi arvestada ainult molekulaarse mootori erinevus. Töö jätkub täpsete alusmehhanismide kindlaksmääramiseks.