Paramecia er encellede mikroorganismer som lever i ferskvann og marine miljøer. De tilhører phylum Ciliophora, den ciliated protozoa. Et cilium er en kort, hårlignende struktur som stikker ut fra organismens cellemembran. Et paramecium har tusenvis av cilia som rytmisk slår, og gir en måte for det å bevege seg rundt og å feie mat inn i den orale sporet. Forskere har oppdaget at forskjellige biokjemiske motorer driver cilia-funksjonen i parameciumet.
Mitt lille Paramecium
Paramecia finnes i mange arter og varierer i lengde mellom 50 og 330 mikrometer - omtrent en tusendel til en hundredels tomme. Cellemembranen, eller pellicle, er tildekket hele tiden med cilia. Paramecia spiser bakterier, alger og andre små vesener ved å innta dem via et cilia-dekket oralt spor som går fra fronten av cellen til midtpunktet. Paramecium svømmer rundt ved å slå flimmerhårene i kor, men flimmerhårene rundt den orale sporet slo til en annen rytme.
Ciliumstruktur og typer Cilia
Strukturen til et cilium er en pakke mikrotubuli, kjent som et aksonem, som er festet til en basallegeme på celleoverflaten. En mikrotubuli består av ca 13 protofilamenter, lange sylindere som justeres side om side for å danne mikrotubuliens hule rørform. Et axoneme inneholder ni ytre par med doble mikrotubuli og to sentrale singular mikrotubuli. Ulike broer forbinder elementene i begge mikrotubuli-gruppene og kobler de to gruppene til hverandre. Proteiner kjent som molekylære motorer får cilia til å slå.
Molecular Motors
Et cilium slår fordi visse molekylære motorer endrer form. Motorene henter energi fra adenosintrifosfat, eller ATP, den universelle energilagringen biokjemiske. Når en kjemisk reaksjon frigjør en fosfatgruppe fra ATP, dreier molekylmotorene i forbindelsesbroene mellom aksonemer. Resultatet er at en mikrotubuli beveger seg i forhold til en annen og trekker cilia i bevegelse. Mens cilia-strukturer som driver et paramecium er identiske med strukturene som feier mat inn i munnen, de to handlingene bruker forskjellige molekylære motorer og opererer med forskjellige frekvenser og styrker.
Eksperimentell bevis
I 2013 manipulerte forskere ved Brown University ledet av kandidatstudenten Ilyong Jung viskositeten til væsken rundt paramecia. Fra og med vann økte de væsketettheten til syv ganger. De fant at høyere viskositet bremset svømmende flimmerhår, men påvirket knapt fôringsflimmerhårene. Ved å doble viskositeten kuttet svømmeaksjonen med omtrent halvparten, men selv med en syvdobling økte fôrciliaene bare med omtrent 20 prosent. Fordi alle flimmerhårene har samme struktur, kan bare en forskjell i molekylmotoren redegjøre for resultatene. Arbeidet fortsetter med å bestemme de nøyaktige underliggende mekanismene.