Cilia: definicja, rodzaje i funkcja

Rzęsy są długimi, rurkowatymi organellami znajdującymi się na powierzchni wielu komórki eukariotyczne. Mają złożoną strukturę i mechanizm, który pozwala im falować po okręgu lub zatrzaskiwać się w sposób przypominający bicz.

Działanie rzęsek jest wykorzystywane przez organizmy jednokomórkowe do poruszania się i ogólnie do poruszania płynów, podczas gdy rzęski, które nie poruszają się, są wykorzystywane do bodźców czuciowych.

rzęski mają wiele podobieństw do wici w tym, że są to podobne do włosów przedłużenia z komórki, wystające przez komórkę błona plazmatyczna.

Różnice rzęsek vs. wici obejmują położenie, ruch i długość. Duża liczba rzęsek zwykle znajduje się na dużym obszarze powierzchni komórki, podczas gdy wici są albo pojedyncze, albo nieliczne.

Rzęski poruszają się razem, w skoordynowany sposób, podczas gdy wici poruszają się niezależnie. Cilia są zwykle krótsze niż wici.

Wici zwykle znajdują się na jednym końcu komórki i chociaż mogą być wrażliwe na temperaturę lub niektóre substancje, są używane głównie do ruchu komórek. rzęski mają kilka możliwych funkcji czuciowych, zwłaszcza gdy część

Cilia występują tylko u eukariontów, podczas gdy wici występują zarówno w organizmach eukariotycznych, jak i komórki prokariotyczne.

Rzęski w komórkach eukariotycznych mają skomplikowaną rurowy struktura zamknięta w błonie plazmatycznej. Kanaliki składają się z liniowe białka polimerowe tworzących dziewięć dubletów zewnętrznych mikrotubul umieszczonych symetrycznie wokół centralnej pary kanalików wewnętrznych.

Wewnętrzna para to dwie oddzielne kanaliki, podczas gdy każdy z dziewięciu zewnętrznych dubletów ma wspólną ścianę kanalików.

Zestawy 9 + 2 mikrotubule są ułożone w cylindryczną strukturę zwaną an aksonem i są przyczepione do komórki w części rzęski zwanej ciało podstawowe lub kinetosom. Ciało podstawne jest z kolei zakotwiczone po cytoplazmatycznej stronie błony komórkowej. Mikrotubule są utrzymywane na miejscu przez ramiona białkowe, szprychy i ogniwa wewnątrz rzęsek.

Te struktury białkowe nadają rzęskom sztywność i są ważną częścią ich układu ruchowego.

białko motorycznedynaina znajduje się w ramionach i szprychach łączących mikrotubulei napędza ruch rzęsek. Cząsteczki dyneiny są przyłączone do jednego z mikrotubul poprzez ramiona i łączniki.

Wykorzystują energię z trifosforan adenozyny (ATP) przesuwać jedną z pozostałych mikrotubul w górę iw dół. Zmienny ruch ślizgowy mikrotubul wytwarza ruch zginający.

Występują dwa podstawowe typy rzęsek, ale każdy typ może spełniać kilka funkcji rzęsek. W zależności od pełnionej funkcji mają różne cechy i możliwości.

Wszystkie rzęski są ruchliwe lub nieruchome, co oznacza, że ​​mogą się poruszać lub nie. Nieruchliwe rzęski są również określane jako podstawowy rzęski, a prawie każda komórka eukariotyczna ma przynajmniej jedną. Ruchome rzęski poruszają się, ale ich funkcje są zróżnicowane, a tylko jeden typ to lokomotywa, ponieważ jej ruch porusza powiązaną komórkę.

Różne typy i funkcje są następujące:

• Rzęski pierwotne, czujniki chemiczne: Rzęski są nieruchome, ale wyczuwają obecność substancji, takich jak białka i wysyłają odpowiednie sygnały do ​​komórek, takich jak komórki nerki.
• Pierwotne rzęski, czujniki fizyczne: Rzęski tych komórek są wrażliwe na dotyk i ruch. Takie rzęski są odpowiedzialne za wykrywanie dźwięku w uchu wewnętrznym.
• rzęski pierwotne,sygnalizacja: Rzęski wykrywają sygnalizację komórkową, taką jak sygnalizacja Hedgehog (Hh), kluczowy czynnik w rozwoju komórek i tkanek ssaków.
• rzęski ruchliwe,lokomocja: Rzęski umożliwiają komórkom poruszanie się w poszukiwaniu pożywienia i unikanie niebezpieczeństwa, zwłaszcza w organizmach jednokomórkowych, takich jak pantofelek.
• Ruchome rzęski, transport: Cilia wykorzystują swój ruch do promowania transportu płynu przez rurkę lub kanał, tak jak w jajowodzie.
• Ruchome rzęski, usuwanie zanieczyszczeń: Cilia wykorzystują swój ruch, aby przekazać zanieczyszczające cząstki i przenieść je na zewnątrz, na przykład w Układ oddechowy.

Rzęski znajdujące się na większości komórek są wykorzystywane jako sposób na interakcję z otoczeniem i innymi komórkami, czy to za pomocą ruchu, czy środków sensorycznych. Różne typy rzęsek pomagają komórkom w wypełnianiu funkcji, z którymi w przeciwnym razie miałyby problemy.

Ponieważ rzęski pierwotne nie muszą się poruszać, ich struktura jest prostsza niż w przypadku innych rzęsek. Zamiast struktury 9 + 2 ruchliwych rzęsek brakuje im dwóch centralnych par mikrotubul i mają strukturę 9 + 0. Nie potrzebują białka motorycznego dyneiny i brakuje im wielu ramion, szprych i połączeń związanych z ruchem rzęsek.

Zamiast tego ich zdolności sensoryczne często wynikają z bycia rzęskami komórek nerwowych i używania sygnalizacja nerwowa funkcje do wykonywania zadań sensorycznych. Większość komórek eukariotycznych ma co najmniej jedną z tych pierwotnych lub nieruchomych rzęsek.

Jeśli rzęski lub powiązane z nimi komórki są wadliwe lub nieobecne, brak ich wyspecjalizowanych funkcji może skutkować poważnymi chorobami.

Na przykład rzęski włączone komórki nerkowe wspomagają funkcjonowanie nerek, a problemy z tymi komórkami powodują wielotorbielowatość nerek. Pierwotne rzęski w oczach pomagają komórkom wykrywać światło, a defekty mogą powodować ślepotę z powodu choroby zwanej barwnikowym zwyrodnieniem siatkówki. Inne rzęski na neuronach węchowych są odpowiedzialne za zmysł węchu.

Wyspecjalizowane funkcje, takie jak te, są wykonywane przez rzęski pierwotne w całym ciele.

Komórki z ruchliwymi rzęskami mogą wykorzystywać zdolności ruchowe swoich rzęsek na kilka sposobów. Ich pierwotnym celem była pomoc w poruszaniu się organizmów jednokomórkowych i nadal odgrywają tę rolę w prymitywnych formach życia, takich jak orzęski.

Kiedy wyewoluowały organizmy wielokomórkowe, komórki z rzęskami nie były już potrzebne do poruszania się organizmu i podejmowały inne zadania.

Ruch rzęsek ma kilka cech, które sprawiają, że ich ruch jest użyteczny. Zazwyczaj uderzają w skoordynowany sposób tam iz powrotem przez kilka rzędów rzęsek, tworząc wydajny mechanizm transportowy.

Większość komórek biorących udział w transporcie ma dużą liczbę rzęsek na jednej ze swoich powierzchni, co umożliwia szybki transport znacznych objętości. Nie poruszając bezpośrednio komórkami, mogą pomóc w ruchu innych substancji.

Typowe przykłady to:

• Układ oddechowy: Komórki z maksymalnie 200 liniami rzęsek części układu oddechowego, takich jak tchawica. Ich skoordynowany ruch falowy transportuje śluz z dróg oddechowych, przenosząc ze sobą wszelkie cząsteczki lub brud.
• Jajowody: Bicie rzęsek w ściankach jajowodów napędza jajo w dół rurki do macicy, gdzie zostaje przyczepiona i rośnie. Jeśli rzęski są uszkodzone, komórka jajowa nie wchodzi do macicy i nie ciąża pozamaciczna może powodować.
• Ucho środkowe: Komórki rzęskowe na nabłonek ucha środkowego pomagają w rozwoju słuchu. Wady tych ruchliwych rzęsek mogą powodować chorobę zwaną zapalenie ucha środkowego i może prowadzić do utraty słuchu.

Ruchome rzęski znajdują się na nabłonku wielu części ciała i chociaż ich funkcja czasami nie jest dobrze poznana, odgrywają one kluczową rolę w rozwoju organizmu i procesach komórkowych.

Ich złożona struktura, skomplikowany wewnętrzny mechanizm ślizgowy i skoordynowany ruch pokazują ten ruch jest trudną do zrealizowania funkcją biologiczną, a załamanie ich działania często prowadzi do choroby organizmu.

Powiązane treści dotyczące biologii komórki:

• Cykl komórkowy
• Transdukcja sygnału
• Podział komórek
• Komórki nabłonkowe