A paramecia egysejtű mikroorganizmus, amely édesvízi és tengeri környezetben él. A Ciliophora törzshöz, a csillós protozoonokhoz tartoznak. A cilium rövid, szőrszerű szerkezet, amely kiemelkedik egy szervezet sejtmembránjából. A parameciumban csillók ezrei vannak, amelyek ritmikusan ütnek, biztosítva a mozgását és az étel szájbarázdába söpörését. A tudósok felfedezték, hogy különféle biokémiai motorok működtetik a csillók működését a parameciumban.
Kis Parameciumom
A paramecia számos fajban előfordul, és hossza 50 és 330 mikrométer között van - nagyjából ezred százastól száz századig. A sejtmembránt, vagy pellikulát végig csillók borítják. A paramecia baktériumokat, algákat és más apró élőlényeket eszik meg azzal, hogy egy csillókkal borított szájüregen keresztül nyeli el őket, amely a sejt elejétől a középpontig tart. A paramecium úgy úszik, hogy csillóit ütötte össze, de a szájbarázdát körülvevő csillók más ritmusra vertek.
Cilium szerkezete és típusai
A cilium szerkezete egy mikrotubulus-köteg, amely axonéma néven ismert, és amely a sejtfelszínen egy alaptesthez kapcsolódik. A mikrotubulus körülbelül 13 protofilamentumból áll, hosszú hengerekből, amelyek egymáshoz igazodva alkotják a mikrotubulus üreges cső alakját. Az axonéma kilenc külső pár kettős mikrotubulust és két központi szinguláris mikrotubulust tartalmaz. Különböző hidak kötik össze mindkét mikrotubulus tömb tagját és összekapcsolják a két tömböt egymással. A molekuláris motorok néven ismert fehérjék a csillók verését okozzák.
Molecular Motors
A cilium azért ver, mert bizonyos molekulamotorok megváltoztatják az alakjukat. A motorok adenozin-trifoszfátból vagy ATP-ből, az egyetemes energiatároló biokémiai energiából merítenek energiát. Amikor egy kémiai reakció foszfátcsoportot szabadít fel az ATP-ből, az axonémák közötti összekötő hidakon belül a molekulamotorok megfordulnak. Az eredmény az, hogy az egyik mikrotubulus a másikhoz képest elmozdul és mozgatja a csillókat. Míg a parameciumot meghajtó csillószerkezetek azonosak az ételeket besöpörő szerkezetekkel szája, a két akció különböző molekulamotorokat használ, és különböző frekvenciákon működnek és erősségei.
Kísérleti bizonyítékok
2013-ban a Brown Egyetem kutatói, Ilyong Jung végzős hallgató vezetésével manipulálták a parameciát körülvevő folyadék viszkozitását. Vízből kiindulva hétszeresére növelték a folyadék sűrűségét. Megállapították, hogy a nagyobb viszkozitás lelassította az úszó csillókat, de alig befolyásolta az etető csillókat. A viszkozitás megkétszerezése körülbelül felére csökkentette az úszás hatékonyságát, de hétszeres növekedés mellett is csak 20 százalékkal lassult az etető csilló. Mivel az összes csilló ugyanolyan felépítésű, csak a molekuláris motor különbsége számolhatja az eredményeket. A munka folytatódik a mögöttes mechanizmusok pontos meghatározása érdekében.