Paramekiat ovat yksisoluisia mikro-organismeja, jotka elävät makean veden ja meriympäristössä. Ne kuuluvat Ciliophoran, rihmastettujen alkueläinten suojeluun. Silium on lyhyt, karvankaltainen rakenne, joka työntyy ulos organismin solukalvosta. Parameciumissa on tuhansia silmukoita, jotka rytmikkäästi rytmittävät, tarjoten tälle mahdollisuuden liikkua ja lakaista ruokaa suun uraansa. Tutkijat ovat havainneet, että erilaiset biokemialliset moottorit ohjaavat silmän toimintaa paramekiumissa.
Pikku Paramecium
Paramekioita on monissa lajeissa, ja niiden pituus vaihtelee välillä 50-330 mikrometriä - suunnilleen tuhannesosa sadasosaan tuumasta. Solukalvo tai pellikli on peitetty kaikkialla silmukoilla. Paramekiat syövät bakteereja, leviä ja muita pieniä olentoja nauttimalla niitä silmän peittämällä suullisella uralla, joka kulkee solun edestä keskipisteeseen. Paramecium ui ympäriinsä lyömällä silmänsä yhtenäisesti, mutta suun uraa ympäröivät silmät sykkivät eri rytmissä.
Cilium-rakenne ja Cilia-tyypit
Siliumin rakenne on mikrotubulusten kimppu, joka tunnetaan aksonemina, joka on kiinnitetty solun pinnan perustilaan. Mikroputki koostuu noin 13 protofilamentista, pitkistä sylinteristä, jotka kohdistuvat vierekkäin muodostamaan mikrotubulin onton putken muodon. Aksoneemi sisältää yhdeksän ulompaa paria kaksinkertaisia mikrotubuleja ja kaksi keskistä singulaarista mikrotubulusta. Erilaiset sillat yhdistävät molempien mikrotubulistiryhmien jäsenet ja yhdistävät kaksi ryhmää toisiinsa. Molekyylimoottoreina tunnetut proteiinit aiheuttavat silmän sykkeen.
Molekyylimoottorit
Silium lyö, koska tietyt molekyylimoottorit muuttavat muotoa. Moottorit vetävät energiaa adenosiinitrifosfaatista tai ATP: stä, joka on universaali energian varastoinnin biokemiallinen aine. Kun kemiallinen reaktio vapauttaa fosfaattiryhmän ATP: stä, aksonemien välisten liitossiltojen molekyylimoottorit kääntyvät. Tuloksena on, että yksi mikroputki liikkuu suhteessa toiseen ja vetää silmän liikkeeseen. Parekiumia ajavat ripsirakenteet ovat identtisiä rakenteiden kanssa, jotka pyyhkivät ruokaa suussa, nämä kaksi toimintaa käyttävät erilaisia molekyylimoottoreita ja toimivat eri taajuuksilla ja vahvuudet.
Kokeellinen näyttö
Vuonna 2013 Brownin yliopiston tutkijat, jatko-opiskelija Ilyong Jungin johdolla, manipuloivat paramekiaa ympäröivän nesteen viskositeettia. Vedestä alkaen ne nostivat nesteen tiheyttä jopa seitsemänkertaiseksi. He havaitsivat, että korkeampi viskositeetti hidasti uima-silmukoita, mutta tuskin vaikutti ruokintasiliaan. Viskositeetin kaksinkertaistaminen leikkasi uintitoiminnan noin puoleen, mutta jopa seitsemänkertaisella lisäyksellä ruokinta-silmukat hidastuivat vain noin 20 prosenttia. Koska kaikilla säleillä on sama rakenne, vain molekyylimoottorin ero voi laskea tulokset. Työtä jatketaan tarkan taustalla olevien mekanismien määrittämiseksi.