Molti microrganismi e tipi di cellule contengono ciglia o flagelli, che sono strutture simili a capelli o a frusta che sporgono dalla parete cellulare nell'ambiente esterno. Ciglia e flagelli funzione per azionare una cellula mobile, spostare materiali esterni attorno a una cellula fissa o agire come elementi sensoriali non mobili.
Ciglia e flagelli hanno la stessa struttura di base e differiscono solo per il fatto che i flagelli sono più lunghi delle ciglia. Differiscono anche per il modo esatto in cui si muovono e su quali cellule si trovano. Entrambi i tipi di strutture sono radicati nella cellula al corpo basale (chiamato anche a cinetosoma), che è una forma specializzata di una struttura chiamata a centriolo.
centrioli
Un corpo basale è a centriolo, che è una struttura a forma di cilindro composta da microtubuli che a loro volta contengono fino a 13 protofilamenti che circondano un centro cavo. I corpi basali sono gli organelli necessari per formare ciglia e flagelli. I protofilamenti sono polimeri della proteina tubulina.
I microtubuli in un corpo basale appaiono come un insieme di nove triplette. Ogni tripletta contiene tre microtubuli, etichettati A, B e C, attaccati l'uno all'altro lungo le loro lunghezze.
Le nove triplette formano un cilindro cavo situato appena sotto la membrana cellulare. Un corpo basale funge da radice da cui spuntano flagelli e ciglia e si ancorano alla cellula.
Centro di organizzazione dei microtubuli
Il corpo basale è un esempio di centro di organizzazione dei microtubuli, o MTOC. Queste strutture sono uniche perché consistono nella forma gamma della tubulina. Ciò significa semplicemente che la tubulina ha una struttura leggermente diversa rispetto all'alfa e alla beta tubulina, il che le consente di funzionare in modo diverso.
Le proteine della tubulina nei flagelli e nelle ciglia sono della varietà alfa e beta. Come MTOC, il corpo basale stabilizza i microtubuli e ne supporta il movimento. La gamma tubulina di un MTOC si unisce ad altre proteine per formare complessi ad anello che forniscono un sito di legame per i microtubuli.
La zona di transizione
Il corpo basale si trasforma in una struttura chiamata an assoneme, che forma lo scheletro del flagello o del ciglio. All'interno della zona di transizione terminano i microtubuli C del corpo basale. I restanti nove gruppi di tubuli A e B si estendono attraverso la zona di transizione e aiutano a formare l'assonema.
Ciglia e flagelli mobili, come quelli trovati nella trachea umana e il flagello trovato su cellule spermatiche, hanno assonemi che contengono due microtubuli aggiuntivi che corrono lungo l'asse centrale. Le ciglia non mobili mancano dei microtubuli centrali.
Funzioni del corpo basale
I corpi basali svolgono diverse funzioni importanti per le attività di ciglia e flagelli. I nove microtubuli del corpo basale forniscono il modello per la costruzione dell'assonema. Il corpo basale orienta e posiziona anche il ciglio o flagello, che è fondamentale per il corretto movimento dei fluidi all'interno dell'assonema.
I corpi basali regolano l'ingresso delle proteine nell'assonema e svolgono un ruolo in divisione cellulare. Eventuali malfunzionamenti del corpo basale possono portare a varie malattie.
Malattie del corpo basale
Una di queste malattie si chiama Sindrome di Joubert. Causata da varie mutazioni nei geni del corpo basale e delle ciglia, la formazione delle ciglia e del corpo basale è anormale nel feto in via di sviluppo. Senza una corretta funzione delle ciglia durante lo sviluppo, le aree del corpo e le cellule del feto non si sviluppano correttamente.
Questi segnali e malfunzionamenti dello sviluppo che portano ai sintomi di questa malattia anche gravemente capacità motorie sottosviluppate e anormali, cervelletto malformato, mancanza di controllo muscolare, problemi ormonali, abbassamento palpebre e altro.
Un altro esempio di disturbo del corpo basale è Sindrome di Meckel. Causato da mutazioni nei geni che consentono ai corpi basali di formarsi e funzionare, provoca la morte delle persone colpite. Si pensa che sia letale a causa delle ciglia inattive/malformate che non fanno circolare correttamente il liquido amniotico durante lo sviluppo.