Cilia: Definicija, vrste i funkcija

Cilija su duge, cjevaste organele koje se nalaze na površini mnogih eukariotske stanice. Imaju složenu strukturu i mehanizam koji im omogućuje da mašu kružno ili škljocaju poput biča.

Cilijalno djelovanje koriste jednoćelijski organizmi za kretanje i općenito za kretanje tekućina, dok se trepavice koje se ne miču koriste za senzorni unos.

Cilia ima mnogo sličnosti sa bičevi po tome što su poput dlake produženi iz stanice, izbočeni kroz stanicu plazma membrana.

Razlike cilija vs. bičevi uključuju mjesto, kretanje i duljinu. Veliki broj trepavica obično se nalazi na širokom području stanične površine, dok su bičevi pojedinačni ili ih je malo.

Cilia se kreće zajedno, koordinirano, dok se bičevi kreću samostalno. Cilia je obično kraća od bičeva.

Bičevi se obično nalaze na jednom kraju stanice i iako su osjetljivi na temperaturu ili određene tvari, uglavnom se koriste za kretanje stanica. Cilia ima nekoliko mogućih senzornih funkcija, posebno kada je dio nervne ćelije, a oni se možda uopće neće micati.

Cilije ima samo u eukariotima, dok su bičevi u eukariota i prokariontske stanice.

Cilije u eukariotskim stanicama imaju komplicirano cjevasti struktura zatvorena u plazemskoj membrani. Cjevčice se sastoje od linearni polimerni proteini čineći devet vanjskih dubleta mikrotubula smještenih simetrično oko središnjeg para unutarnjih tubula.

Unutarnji par su dvije odvojene tubule, dok vanjski devet dubleta dijeli zajedničku stijenku tubula.

Skupovi 9 + 2 mikrotubule raspoređeni su u cilindričnu strukturu koja se naziva an aksonem a pričvršćeni su za stanicu na dijelu cilija koji se naziva bazalno tijelo ili kinetosom. Bazalno tijelo je pak usidreno na citoplazmatsku stranu stanične membrane. Mikrotubule drže proteinski krakovi, žbice i veze unutar cilija.

Te proteinske strukture daju trepavicama ukočenost i važan su dio njihova sustava pokretljivosti.

The motorni proteindinein nalazi se u krakovima i žbicama koje povezuju mikrotubule, i pokreće kretanje trepavica. Molekule dineina pričvršćene su na jednu od mikrotubula kroz krakove i veze.

Oni koriste energiju iz adenozin trifosfat (ATP) za pomicanje jedne od ostalih mikrotubula gore-dolje. Promjenjivo klizno gibanje mikrotubula stvara gibanje savijanja.

Cilia postoje u dvije osnovne vrste, ali svaka vrsta može ispuniti nekoliko funkcija cilija. Ovisno o svojoj funkciji, imaju različite karakteristike i mogućnosti.

Sve su trepavice pokretne ili nepokretne, što znači da se mogu kretati ili ne. Nestabilne cilije također se nazivaju primarni cilija, a gotovo svaka eukariotska stanica ima barem jednu. Pokretne cilije se kreću, ali njihove su funkcije raznolike i samo je jedan tip lokomotiva u tome što svojim kretanjem pomiče pridruženu stanicu.

Različite vrste i funkcije su sljedeće:

• Primarne trepavice, kemijski senzori: Treplje su stacionarne, ali osjećaju prisutnost tvari poput proteina i šalju odgovarajuće signale stanicama poput bubrežnih stanica.
• Primarne trepavice, fizički senzori: Trepavice ovih stanica osjetljive su na dodir i kretanje. Takve su trepavice odgovorne za otkrivanje zvuka u unutarnjem uhu.
• Primarne trepavice,signalizacija: Treplje otkrivaju staničnu signalizaciju kao što je jež (Hh), ključni čimbenik u razvoju stanica i tkiva sisavaca.
• Pokretne cilije,kretanje: Trepavice omogućuju stanicama da se kreću u potrazi za hranom i da izbjegnu opasnost, posebno u jednoćelijskim organizmima kao što je paramecij.
• Pokretne cilije, prijevoz: Cilije svojim kretanjem potiču transport tekućine kroz cijev ili kanal kao u jajovodu.
• Pokretne trepavice, uklanjanje onečišćenja: Cilia svojim pokretom uklanjaju onečišćujuće čestice i premještaju ih prema van, na primjer u dišni sustav.

Trepavice koje se nalaze na većini stanica koriste se kao način interakcije s okolinom i s drugim stanicama, bilo pokretima ili osjetnim sredstvima. Različite vrste cilija pomažu stanicama da ispune funkcije koje bi inače imale problema s izvršavanjem.

Budući da se primarne trepavice ne moraju pomicati, njihova je struktura jednostavnija od strukture ostalih. Umjesto strukture 9 + 2 pokretnih cilija, nedostaju im dva središnja para mikrotubula i imaju strukturu 9 + 0. Ne trebaju im motorni protein dinein, a nedostaje im mnogo ruku, žbica i veza povezanih s kretanjem cilija.

Umjesto toga, njihove senzorne sposobnosti često dolaze od toga što su trepavice živčanih stanica i njihova upotreba živčana signalizacija funkcije za izvršavanje svojih osjetilnih zadataka. Većina eukariotskih stanica ima barem jednu od ovih primarnih ili nemotilnih cilija.

Ako su trepavice ili stanice povezane s njima neispravne ili ih nema, nedostatak njihovih specijaliziranih funkcija može rezultirati ozbiljnim bolestima.

Na primjer, cilije na bubrežne stanice pomažu radu bubrega, a problemi s tim stanicama uzrokuju policističnu bolest bubrega. Primarne cilije u očima pomažu stanicama da otkriju svjetlost, a nedostaci mogu uzrokovati sljepoću od bolesti koja se naziva retinitis pigmentosa. Druge cilije na njušnim neuronima odgovorne su za njuh.

Specijalizirane funkcije poput ovih primarne trepavice obavljaju u cijelom tijelu.

Stanice s pokretnim cilijama mogu na nekoliko načina koristiti sposobnosti kretanja svojih cilija. Njihova prvotna svrha bila je pomoći jednoćelijskim organizmima u kretanju, a oni još uvijek igraju tu ulogu u primitivnim oblicima života kao što su cilijacije.

Kad su se razvili višećelijski organizmi, stanice s cilijama više nisu bile potrebne za kretanje organizma i preuzimale su druge zadatke.

Cilialno gibanje ima nekoliko karakteristika koje pomažu njihovo kretanje korisnim. Obično tuku koordinirano naprijed-natrag u nekoliko redova trepavica, čineći učinkovit transportni mehanizam.

Većina stanica uključenih u transport ima na jednoj od svojih površina velik broj trepavica, što omogućuje brzi transport značajnih količina. Iako stanice ne pomiču izravno, mogu pomoći u kretanju drugih tvari.

Tipični primjeri su:

• Dišni sustav: Stanice s do 200 trepavica dijelove dišnog sustava poput dušnika. Njihovo koordinirano gibanje valova prenosi sluz iz respiratornog trakta, donoseći sa sobom sve čestice ili nečistoće.
• Jajovode: Otkucavanje cilija u zidovima jajovoda pokreće jajašce niz cijev u maternicu gdje se veže i raste. Ako su resice neispravne, jajna stanica ne ulazi u maternicu i an izvanmaternična trudnoća može rezultirati.
• Srednje uho: Ciliated stanice na epitela srednjeg uha pomoć u razvoju sluha. Defekti na ovim pokretnim cilijama mogu rezultirati bolešću tzv upala srednjeg uha a može dovesti do gubitka sluha.

Pokretne cilije nalaze se na epitelu mnogih dijelova tijela, i iako se njihova funkcija ponekad ne razumije dobro, preuzimaju kritičnu ulogu u razvoju organizma i staničnim procesima.

Njihova složena struktura, složeni unutarnji klizni mehanizam i njihovo koordinirano kretanje pokazuju to kretanje je teško ostvariti biološku funkciju, a kvar u njihovom djelovanju često rezultira bolestima za organizam.

Sadržaj srodne biologije stanice:

• Stanični ciklus
• Prijenos signala
• Dijeljenje stanica
• Epitelne stanice