Cilia: Apibrėžimas, tipai ir funkcijos

Cilia yra ilgi, vamzdiniai organeliai, randami daugelio paviršiuje eukariotinės ląstelės. Jie turi sudėtingą struktūrą ir mechanizmą, leidžiantį jiems mojuoti žiediniu būdu arba suktis visapusiškai.

Cilialinį poveikį vienaląsčiai organizmai naudoja judėjimui ir paprastai skysčių judėjimui, o nejudantys blakstienos naudojamos jutimo funkcijai.

Cilia turi daug panašumų su vėliava tuo, kad jie yra plauko priaugimai iš ląstelės, išsikišę per ląstelę plazmos membrana.

Blakstienos skirtumai vs. flagelloje nurodoma vieta, judėjimas ir ilgis. Daugybė blakstienų paprastai būna plačiame ląstelės paviršiaus plote, o vėliavos yra pavienės arba nedaug.

Cilia juda kartu, koordinuotai, o flagelos juda savarankiškai. Cilia paprastai būna trumpesnė nei flagella.

Vėliavėlės dažniausiai būna viename ląstelės gale, ir nors jos gali būti jautrios temperatūrai ar tam tikroms medžiagoms, jos daugiausia naudojamos ląstelių judėjimui. Cilia turi keletą galimų jutimo funkcijų, ypač kai jos yra nervų ląstelėsir jie gali visai nejudėti.

Cilia yra tik eukariotuose, o flagella yra tiek eukariotuose, tiek prokariotinės ląstelės.

Cilia eukariotinėse ląstelėse yra komplikuota vamzdinis struktūra, uždaryta plazmos membranoje. Vamzdeliai susideda iš linijiniai polimeriniai baltymai sudarant devynis išorinius mikrovamzdelių dubletus, išdėstytus simetriškai aplink centrinę porą vidinių kanalėlių.

Vidinė pora yra dvi atskiros kanalėlės, o išoriniai devyni dubletai turi bendrą kanalėlių sienelę.

Rinkiniai 9 + 2 mikrovamzdeliai yra išdėstyti cilindrine struktūra, vadinama an aksonema ir yra pritvirtinti prie ląstelės ties ciliumo dalimi, vadinama pamatinis kūnas arba kinetosoma. Savo ruožtu pamatinis kūnas yra įtvirtintas ląstelės membranos citoplazminėje pusėje. Mikrovamzdeliai yra laikomi baltymų rankose, stipinai ir grandinėse esančiose grandinėse.

Šios baltymų struktūros suteikia blakstienoms standumą ir yra svarbi jų judrumo sistemos dalis.

The motorinis baltymasdyneinas yra rankose ir stipinuose, jungiančiuose mikrovamzdeliai, ir tai skatina blakstienų judėjimą. Dyneino molekulės yra pritvirtintos prie vieno iš mikrovamzdelių per rankas ir jungtis.

Jie naudoja energiją iš adenozino trifosfatas (ATP) judinti vieną iš kitų mikrovamzdelių aukštyn ir žemyn. Kintamas slydimo mikrovamzdelių judesys sukelia lenkimo judesį.

Cilia yra dviejų pagrindinių tipų, tačiau kiekvienas tipas gali atlikti keletą ciliarinių funkcijų. Priklausomai nuo jų funkcijos, jie turi skirtingas savybes ir galimybes.

Visos blakstienos yra judrios arba nejudančios, vadinasi, jos gali judėti arba ne. Nejudančios blakstienos taip pat vadinamos pirminis blakstienos, ir beveik kiekviena eukariotinė ląstelė turi bent vieną. Judriosios blakstienos juda, tačiau jų funkcijos yra įvairios, ir tik vienas tipas yra lokomotyvas tuo, kad jo judėjimas judina susijusią ląstelę.

Skirtingi tipai ir funkcijos yra šios:

• Pirminės blakstienos, cheminiai jutikliai: Blakstienos yra nejudančios, tačiau jos jaučia tokių medžiagų kaip baltymai buvimą ir siunčia atitinkamus signalus tokioms ląstelėms kaip inkstų ląstelės.
• Pirminės blakstienos, fiziniai jutikliai: Šių ląstelių blakstienos yra jautrios prisilietimams ir judesiams. Tokios blakstienos yra atsakingos už vidinės ausies garso aptikimą.
• Pirminės blakstienos,signalizacija: Blakstienos aptinka ląstelių signalus, tokius kaip Ežio signalas (Hh), kuris yra pagrindinis žinduolių ląstelių ir audinių vystymosi veiksnys.
• Judrioji blakstiena,judėjimas: Blakstienos leidžia ląstelėms judėti ieškant maisto ir išvengti pavojaus, ypač pavienių ląstelių organizmuose, tokiuose kaip parameciumas.
• Judrioji blakstiena, transportavimas: Cilia naudojasi savo judesiu, kad skatintų skysčių pernešimą vamzdeliu ar kanalu, kaip ir kiaušintakyje.
• Judriosios blakstienos, teršalų pašalinimas: Cilia savo judesiu perduoda užterštas daleles ir perkelia jas į išorę, pavyzdžiui, į Kvėpavimo sistema.

Daugumoje ląstelių randamos blakstienos yra naudojamos kaip būdas sąveikauti su aplinka ir su kitomis ląstelėmis judesio ar jutimo priemonėmis. Skirtingi blakstienų tipai padeda ląstelėms atlikti funkcijas, kurias kitu atveju būtų sunku vykdyti.

Kadangi pirminės blakstienos neturi judėti, jų struktūra yra paprastesnė nei kitų blakstienų. Vietoj 9 + 2 judančių blakstienų struktūros jiems trūksta dviejų centrinių mikrovamzdelių porų ir jų struktūra yra 9 + 0. Jiems nereikia dyneino variklio baltymo ir jiems trūksta daugelio rankų, stipinų ir jungčių, susijusių su ciliariniu judesiu.

Vietoj to, jusliniai gebėjimai dažnai atsiranda dėl to, kad jie yra nervinių ląstelių blakstienos ir naudojasi nervų signalizacija funkcijas atlikti juslines užduotis. Daugumoje eukariotų ląstelių yra bent viena iš šių pirminių ar nejudančių blakstienų.

Jei blakstienos ar su jomis susijusios ląstelės yra defektinės arba jų nėra, jų specializuotų funkcijų trūkumas gali sukelti rimtas ligas.

Pavyzdžiui, blakstienos inkstų ląstelės padeda inkstų funkcijai, o šių ląstelių problemos sukelia policistinę inkstų ligą. Pirminės blakstienos akyse padeda ląstelėms aptikti šviesą, o defektai gali apakinti ligą, vadinamą pigmentiniu retinitu. Kitos uoslės neuronų blakstienos yra atsakingos už uoslę.

Specializuotas funkcijas, tokias kaip šios, atlieka pirminės blakstienos visame kūne.

Ląstelės su judančiomis blakstienomis gali naudoti žandikaulių judėjimo galimybes keliais būdais. Jų pirminis tikslas buvo padėti vienos ląstelės organizmams judėti, ir jie vis dar vaidina šį vaidmenį primityviose gyvybės formose, tokiose kaip ciliarinės.

Kai daugialąsčiai organizmai išsivystė, ląstelės su blakstienomis organizmo judėjimui nebereikalingos ir ėmėsi kitų užduočių.

Ciliarinis judesys turi keletą savybių, padedančių jų judėjimą padaryti naudingu. Paprastai jie daužosi koordinuotai pirmyn ir atgal per kelias blakstienų eilutes, sudarydami efektyvų transporto mechanizmą.

Daugumos ląstelių, dalyvaujančių transportuojant, viename iš jų paviršių yra daug blakstienų, todėl galima greitai transportuoti didelius kiekius. Tiesiogiai nejudindami ląstelių, jie gali padėti judėti kitoms medžiagoms.

Tipiški pavyzdžiai:

• Kvėpavimo sistema: Ląstelės, turinčios iki 200 blakstienų, jungia kvėpavimo sistemos dalis, pavyzdžiui, trachėją. Jų suderintas bangų judesys iš kvėpavimo takų išneša gleives, kartu su savimi atnešdamas daleles ar nešvarumus.
• Kiaušintakiai: Blakstienų mušimas kiaušintakių sienose varo kiaušialąstė vamzdeliu žemyn į gimdą, kur ji prisitvirtina ir auga. Jei blakstienos yra defektinės, kiaušialąstė nepatenka į gimdą ir Negimdinis nėštumas gali sukelti.
• Vidurinė ausis: Suskaidytos ląstelės epitelis vidurinės ausies padeda klausai vystytis. Šių judančių blakstienų defektai gali sukelti vadinamą ligą vidurinės ausies uždegimas ir gali sukelti klausos praradimą.

Judriosios blakstienos randamos daugelio kūno dalių epitelyje, ir nors jų funkcija kartais nėra gerai suprantama, jos prisiima kritinį vaidmenį organizmo vystymuisi ir ląstelių procesams.

Jų sudėtinga struktūra, sudėtingas vidinis slydimo mechanizmas ir koordinuotas judėjimas rodo tą judėjimą yra sunkiai realizuojama biologinė funkcija, o jų veikimo sutrikimas dažnai sukelia organizmo ligas.

Susijęs ląstelių biologijos turinys:

• Ląstelių ciklas
• Signalo perdavimas
• Ląstelių dalijimasis
• Epitelinės ląstelės