Paramēcija ir vienšūnas mikroorganismi, kas dzīvo saldūdens un jūras vidē. Viņi pieder pie cilts Ciliophora, ciliated vienšūņiem. Ciliums ir īsa, matiem līdzīga struktūra, kas izceļas no organisma šūnu membrānas. Paramecijam ir tūkstošiem blakstiņu, kas ritmiski sita, nodrošinot veidu, kā tas var pārvietoties un slaucīt ēdienu mutes dobumā. Zinātnieki ir atklājuši, ka dažādi bioķīmiskie motori darbojas ciliakas darbībā paramecijā.
Mans mazais Paramecium
Paramēcijām ir daudz sugu, un to garums svārstās no 50 līdz 330 mikrometriem - aptuveni no vienas tūkstošdaļas līdz simtdaļai collas. Šūnas membrāna jeb pellicle ir pārklāta ar cilia. Paramēcijas ēd baktērijas, aļģes un citas sīkas radības, norijot tās caur cilijēm pārklātu mutes rievu, kas iet no šūnas priekšpuses līdz viduspunktam. Paramecijs peld apkārt, vienoti sitot cilijas, bet cilts, kas ap mutes rievu, sitās citā ritmā.
Cilium struktūra un Cilia veidi
Ciliuma struktūra ir mikrotubulu saišķis, kas pazīstams kā aksonēma, kas ir piestiprināts pie pamatnes ķermeņa uz šūnu virsmas. Mikrotubula sastāv no apmēram 13 protofilamentiem, gariem cilindriem, kas izlīdzinās viens otram blakus, veidojot mikrocaurules dobās caurules formu. Aksonēma satur deviņus ārējus dubultu mikrocaurulu pārus un divus centrālos vienskaitļa mikrotubulus. Dažādi tilti savieno abu mikrocaurulu bloku locekļus un savieno abus blokus savā starpā. Olbaltumvielas, kas pazīstamas kā molekulārie motori, izraisa ciliju sitienu.
Molekulārie motori
Ciliums pārspēj, jo daži molekulārie motori maina formu. Motori iegūst enerģiju no adenozīna trifosfāta jeb ATP, kas ir universāls enerģijas uzglabāšanas bioķīmiskais elements. Kad ķīmiskā reakcija atbrīvo fosfātu grupu no ATP, pagriežas molekulārie motori savienojošajos tiltos starp aksonēmām. Rezultāts ir tāds, ka viens mikrocaurulītis pārvietojas attiecībā pret otru un velk cilijas kustībā. Kaut cilija struktūras, kas dzen paramecium, ir identiskas struktūrām, kurās sūc ēdienu tās mutē, abas darbības izmanto dažādus molekulāros motorus un darbojas dažādās frekvencēs un stiprās puses.
Eksperimentālie pierādījumi
2013. gadā Brauna universitātes pētnieki, kurus vadīja maģistrants Iļjuns Jungs, manipulēja ar paramēciju ieskaujošā šķidruma viskozitāti. Sākot ar ūdeni, tie palielināja šķidruma blīvumu līdz septiņām reizēm. Viņi atklāja, ka augstāka viskozitāte palēnināja peldēšanas cilijas, bet gandrīz neietekmēja barojošās cilijas. Divkāršojot viskozitāti, peldēšanas aktivitāte samazinājās par aptuveni pusi, bet pat septiņkārtīgi palielinoties, barošanās cilija palēninājās tikai par aptuveni 20 procentiem. Tā kā visām cilijām ir vienāda struktūra, rezultātus var ņemt vērā tikai molekulārā motora atšķirība. Turpinās darbs, lai noteiktu precīzus pamatā esošos mehānismus.