Dua Jenis Silia dalam Paramecium

Paramecia adalah mikroorganisme bersel tunggal yang hidup di lingkungan air tawar dan laut. Mereka termasuk dalam filum Ciliophora, protozoa bersilia. Silia adalah struktur pendek seperti rambut yang menonjol dari membran sel organisme. Paramecium memiliki ribuan silia yang berdetak secara berirama, menyediakan cara untuk bergerak dan menyapu makanan ke dalam alur mulutnya. Para ilmuwan telah menemukan bahwa motor biokimia yang berbeda menggerakkan fungsi silia di paramecium.

Paramecia datang dalam banyak spesies dan panjangnya berkisar antara 50 dan 330 mikrometer - kira-kira seperseribu hingga seperseratus inci. Membran sel, atau pelikel, seluruhnya ditutupi dengan silia. Paramecia memakan bakteri, ganggang, dan makhluk kecil lainnya dengan menelannya melalui alur mulut tertutup silia yang membentang dari bagian depan sel ke titik tengah. Paramecium berenang dengan memukul silianya secara serempak, tetapi silia yang mengelilingi alur mulut berdetak dengan ritme yang berbeda.

Struktur silia adalah kumpulan mikrotubulus, yang dikenal sebagai aksonem, yang melekat pada badan basal pada permukaan sel. Sebuah mikrotubulus terdiri dari sekitar 13 protofilamen, silinder panjang yang sejajar berdampingan untuk membentuk bentuk tabung berongga mikrotubulus. Sebuah aksonema mengandung sembilan pasang luar mikrotubulus ganda dan dua mikrotubulus tunggal pusat. Berbagai jembatan menghubungkan anggota kedua susunan mikrotubulus dan menghubungkan dua susunan satu sama lain. Protein yang dikenal sebagai motor molekuler menyebabkan silia berdenyut.

Sebuah silia berdetak karena motor molekuler tertentu berubah bentuk. Motor menarik energi dari adenosin trifosfat, atau ATP, biokimia penyimpanan energi universal. Ketika reaksi kimia membebaskan gugus fosfat dari ATP, motor molekuler di dalam jembatan penghubung antara aksonema berputar. Hasilnya adalah bahwa satu mikrotubulus bergerak relatif terhadap yang lain dan menarik silia untuk bergerak. Sedangkan struktur silia yang mendorong paramecium identik dengan struktur yang menyapu makanan ke dalam mulutnya, dua tindakan menggunakan motor molekul yang berbeda dan beroperasi pada frekuensi yang berbeda dan kekuatan.

Pada tahun 2013, para peneliti di Brown University yang dipimpin oleh mahasiswa pascasarjana Ilyong Jung memanipulasi viskositas cairan di sekitar paramecia. Dimulai dengan air, mereka meningkatkan densitas cairan hingga tujuh kali lipat. Mereka menemukan bahwa viskositas yang lebih tinggi memperlambat silia renang tetapi hampir tidak mempengaruhi silia makan. Menggandakan viskositas memotong aksi renang sekitar setengahnya, tetapi bahkan dengan peningkatan tujuh kali lipat, silia makan melambat hanya sekitar 20 persen. Karena semua silia memiliki struktur yang sama, hanya perbedaan pada motor molekuler yang dapat menjelaskan hasilnya. Pekerjaan terus menentukan mekanisme dasar yang tepat.