Dois tipos de cílios em um paramécio

Paramecia são microrganismos unicelulares que vivem em ambientes de água doce e marinhos. Eles pertencem ao filo Ciliophora, o protozoário ciliado. Um cílio é uma estrutura curta semelhante a um cabelo que se projeta da membrana celular de um organismo. Um paramécio tem milhares de cílios que batem ritmicamente, proporcionando uma maneira de se mover e de levar o alimento para o seu canal oral. Os cientistas descobriram que diferentes motores bioquímicos impulsionam a função dos cílios no paramécio.

Paramecia vêm em muitas espécies e variam em comprimento entre 50 e 330 micrômetros - cerca de um milésimo a um centésimo de polegada. A membrana celular, ou película, é totalmente coberta por cílios. Paramecia comem bactérias, algas e outras criaturas minúsculas ingerindo-as através de uma ranhura oral coberta por cílios que vai da frente da célula até o ponto médio. O paramécio nada batendo em seus cílios em uníssono, mas os cílios ao redor do sulco oral batem em um ritmo diferente.

A estrutura de um cílio é um feixe de microtúbulos, conhecido como axonema, que está ligado a um corpo basal na superfície celular. Um microtúbulo é composto por cerca de 13 protofilamentos, cilindros longos que se alinham lado a lado para formar a forma de tubo oco do microtúbulo. Um axonema contém nove pares externos de microtúbulos duplos e dois microtúbulos centrais singulares. Várias pontes conectam os membros de ambas as matrizes de microtúbulos e conectam as duas matrizes uma à outra. Proteínas conhecidas como motores moleculares fazem com que os cílios batam.

Um cílio bate porque certos motores moleculares mudam de forma. Os motores retiram energia do trifosfato de adenosina, ou ATP, o bioquímico de armazenamento universal de energia. Quando uma reação química libera um grupo fosfato do ATP, os motores moleculares dentro das pontes de conexão entre os axonemas pivotam. O resultado é que um microtúbulo se move em relação a outro e põe os cílios em movimento. Enquanto as estruturas ciliares que impulsionam um paramécio são idênticas às estruturas que levam os alimentos para dentro sua boca, as duas ações usam motores moleculares diferentes e operam em frequências diferentes e forças.

Em 2013, pesquisadores da Brown University liderados pelo estudante de graduação Ilyong Jung manipularam a viscosidade do líquido ao redor dos paramécios. Começando com a água, eles aumentaram a densidade do líquido em até sete vezes. Eles descobriram que a viscosidade mais alta desacelerou os cílios que nadam, mas dificilmente afetou os cílios que se alimentam. Dobrar a viscosidade reduziu a ação de natação pela metade, mas mesmo com um aumento de sete vezes, os cílios que se alimentaram diminuíram apenas cerca de 20 por cento. Como todos os cílios compartilham a mesma estrutura, apenas uma diferença no motor molecular pode explicar os resultados. O trabalho continua para determinar os mecanismos subjacentes exatos.