Cilia: הגדרה, סוגים ופונקציה

סיליה הם אברונים ארוכים וצינוריים המצויים על פני רבים תאים איקריוטיים. יש להם מבנה מורכב ומנגנון המאפשר להם לנפנף בתבנית מעגלית או לצלם בצורה דמוית שוט.

פעולה גלילית משמשת אורגניזמים חד תאיים לצורך תנועה ובדרך כלל לתנועת נוזלים, ואילו סיליות שאינן זזות משמשות להזנה חושית.

לסיליה יש הרבה קווי דמיון ל flagella בכך שהם הרחבות שיער כמו תא, הבולטות דרך התא קרום פלזמה.

ההבדלים של הסיליה לעומת flagella כוללים מיקום, תנועה ואורך. מספר גדול של סיליות נוטות להיות ממוקמות על פני שטח רחב של פני התא בעוד שהפלאלה הן בודדות או מעטות.

סיליה עוברת יחד, באופן מתואם, ואילו הדגלים נעים באופן עצמאי. Cilia נוטים להיות קצרים יותר מאשר flagella.

פלאגלה נמצאים בדרך כלל בקצה אחד של התא, ובעוד שהם עשויים להיות רגישים לטמפרטורה או לחומרים מסוימים, הם משמשים בעיקר לתנועת תאים. לסיליה יש כמה פונקציות חושיות אפשריות, במיוחד כאשר הן חלק מ תאי עצבים, והם עשויים שלא לזוז כלל.

Cilia נמצאים רק ב eukaryotes ואילו flagella נמצאים ב eukaryotic וגם תאים פרוקריוטיים.

לסיליה בתאים אוקריוטיים יש תסבוכת

הזוג הפנימי הוא שתי צינורות נפרדים ואילו תשעת הכפילות החיצוניות חולקות כל אחת קיר דופן משותף.

הסטים של 9 + 2 מיקרו-צינורות מסודרים במבנה גלילי הנקרא אקסונמה והם מחוברים לתא בחלק של הסיליום הנקרא גוף בסיסי אוֹ קינטוזום. גוף הבסיס מעוגן בתורו לצד הציטופלזמי של קרום התא. המיקרו-צינורות מוחזקים במקומם על ידי זרועות חלבון, חישורים וקישורים בתוך הסיליה.

מבני חלבון אלה מעניקים לסיליות את נוקשותם ומהווים חלק חשוב ממערכת הניידות שלהם.

ה חלבון מוטוריdynein נמצא בזרועות ובחישורים המקשרים בין צינורות מיקרו, וזה מניע את תנועת הסיליות. מולקולות הדינין מחוברות לאחת המיקרו-צינורות דרך הזרועות והקישורים.

הם משתמשים באנרגיה מ אדנוזין טריפוספט (ATP) להזיז את אחד המיקרו-צינורות האחרים מעלה ומטה. תנועת ההזזה המשתנה של המיקרו-צינורות מייצרת תנועת כיפוף.

Cilia מגיעים בשני סוגים בסיסיים, אך כל סוג יכול למלא מספר פונקציות cilial. בהתאם לתפקוד שלהם, יש להם מאפיינים ויכולות שונים.

כל הסיליות הן ניעות או לא ניעות, כלומר הן יכולות לזוז או לא. סיליות שאינן תנועתיות מכונות גם יְסוֹדִי cilia, וכמעט בכל תא איקריוטי יש לפחות אחד. תנועות סיליה ניעות, אך תפקידיהן מגוונים, ורק סוג אחד הוא קטר בכך שתנועתו מניעה את התא הקשור.

הסוגים והפונקציות השונים הם כדלקמן:

• סיליה ראשונית, חיישנים כימיים: הסיליות הן נייחות, אך הן חשות בנוכחות חומרים כמו חלבונים ושולחות אותות תואמים לתאים כמו תאי כליה.
• סיליה ראשונית, חיישנים פיזיים: הסיליות של תאים אלה רגישות למגע ולתנועה. סיליות כאלה אחראיות לגילוי צליל באוזן הפנימית.
• סיליה ראשונית,איתות: הסיליות מזהות איתות תאים כגון איתות קיפוד (Hh), גורם מפתח בהתפתחות תאי ורקמות של יונקים.
• סיליה מוטילית,תְנוּעָה: הסיליות מאפשרות לתאים לנוע בחיפוש אחר מזון ולהימנע מסכנה, במיוחד באורגניזמים תאיים כמו הפרמציום.
• סיליות ניוד, תחבורה: Cilia משתמשים בתנועתם כדי לקדם את הובלת הנוזל דרך צינור או תעלה כמו במערכת הביוב.
• סיליות ניוד, הסרת מזהמים: סיליה משתמשת בתנועתם כדי להעביר חלקיקים מזהמים ולהעביר אותם החוצה, כמו למשל בשטח מערכת נשימה.

הסיליות הנמצאות ברוב התאים משמשות כדרך לקיים אינטראקציה עם הסביבה ועם תאים אחרים, בין אם באמצעות תנועה או באמצעים חושיים. הסוגים השונים של הסיליות עוזרים לתאים למלא פונקציות שאחרת היו מתקשים לבצע.

מכיוון שהסיליות הראשוניות אינן צריכות לזוז, המבנה שלהן פשוט יותר מזה של הסיליות האחרות. במקום מבנה 9 + 2 של סיליות ניעות, חסרים להם שני הזוגות המרכזיים של המיקרו-צינורות ויש להם מבנה 9 + 0. הם אינם זקוקים לחלבון המוטורי של דינין והם חסרים רבים מהזרועות, החישורים והקישורים הקשורים לתנועה הסילילית.

במקום זאת, יכולותיהם החושיות נובעות לעיתים קרובות מהיותן סיסיות בתאי עצב ושימוש בהן איתות עצבים פונקציות לביצוע המשימות החושיות שלהם. ברוב התאים האאוקריוטים יש לפחות אחת מהסיליות הראשוניות או הלא-תנועתיות הללו.

אם הסיליות או התאים הקשורים אליהם פגומים או נעדרים, היעדר התפקודים המתמחים שלהם עלול לגרום למחלות קשות.

לדוגמא, cilia on תאי כליה מסייעים לתפקוד הכליות, ובעיות בתאים אלה גורמות למחלות כליה פוליציסטיות. סיליות ראשוניות בעיניים עוזרות לתאים לזהות אור ופגמים עלולים לגרום לעיוורון ממחלה הנקראת רטיניטיס פיגמנטוזה. סיליות אחרות על נוירוני הריח אחראיות לחוש הריח.

פונקציות מתמחות כמו אלה מבוצעות על ידי ציציות ראשוניות בכל הגוף.

תאים עם סיסמה נעה יכולים להשתמש ביכולות התנועה של הסיליות שלהם בכמה דרכים. מטרתם המקורית הייתה לעזור לאורגניזמים של תאים בודדים לנוע, והם עדיין ממלאים תפקיד זה בצורות חיים פרימיטיביות כגון סיליות.

כאשר התפתחו אורגניזמים רב-תאיים, כבר לא היה צורך בתאים עם סיליה לצורך תנועת אורגניזם ולקחו על עצמם משימות אחרות.

לתנועה הסילילית יש כמה מאפיינים שעוזרים להפוך את התנועה שלהם לשימושית. הם בדרך כלל מכים בצורה מתואמת הלוך ושוב על פני כמה שורות של סיליוס, מהווים מנגנון תחבורה יעיל.

ברוב התאים המעורבים בהובלה יש מספר גדול של סיליות על אחד המשטחים שלהם, מה שמאפשר הובלה מהירה של נפחים משמעותיים. אמנם לא מזיזים את התאים ישירות, אך הם יכולים לעזור בתנועה של חומרים אחרים.

דוגמאות אופייניות הן:

• מערכת נשימה: תאים עם עד 200 חלקי קו סיליה של מערכת הנשימה כגון קנה הנשימה. תנועת הגלים המתואמת שלהם מעבירה ריר ממערכת הנשימה ומביאה עמה חלקיקים או לכלוך.
• חצוצרות: הכאת הסיליות בקירות החצוצרות מניעה את ביצית במורד הצינור אל הרחם שם הוא מתחבר וגדל. אם הסיליות פגומות, הביצית אינה נכנסת לרחם הריון חוץ רחמי יכול לגרום.
• האוזן התיכונה: תאים מסולסלים על אפיתל של האוזן התיכונה עזרה בהתפתחות השמיעה. פגמים בסיליות הנעות הללו עלולים לגרום למחלה הנקראת דלקת אוטיטיס ועלול להוביל לאובדן שמיעה.

סיליות ניוד נמצאות באפיתל של חלקים רבים בגוף, ולמרות שתפקודן לעיתים אינו מובן היטב, הן לוקחות תפקידים קריטיים בפיתוח אורגניזם ובתהליכי תאים.

המבנה המורכב שלהם, מנגנון ההזזה הפנימי המסובך ותנועתם המתואמת מדגימים את התנועה הזו היא פונקציה ביולוגית קשה למימוש, והתמוטטות פעולתם גורמת לעיתים קרובות למחלה עבור האורגניזם.

תוכן ביולוגי של תאים קשורים:

• מחזור תאים
• הולכת אותות
• חלוקת תא
• תאי האפיתל