Парамеции - одноклеточные микроорганизмы, обитающие в пресноводных и морских средах. Они принадлежат к филюму Ciliophora, мерцательным простейшим. Ресничка - это короткая, похожая на волосы структура, которая выступает из клеточной мембраны организма. У парамеция есть тысячи ресничек, которые ритмично бьются, предоставляя ему возможность двигаться и подносить пищу в свою оральную бороздку. Ученые обнаружили, что различные биохимические двигатели обеспечивают функцию ресничек в парамеции.
Мой маленький парамеций
Парамеции бывают разных видов и имеют длину от 50 до 330 микрометров - примерно от одной тысячной до одной сотой дюйма. Клеточная мембрана, или пленка, полностью покрыта ресничками. Парамеции поедают бактерии, водоросли и других крошечных существ, проглатывая их через покрытую ресничками ротовую бороздку, которая проходит от передней части клетки до середины. Парамеций плавает, ударяя ресничками в унисон, но реснички, окружающие оральную бороздку, бьются в другом ритме.
Строение ресничек и типы ресничек
Структура реснички представляет собой пучок микротрубочек, известный как аксонема, который прикреплен к базальному телу на поверхности клетки. Микротрубочка состоит из примерно 13 протофиламентов, длинных цилиндров, которые выровнены бок о бок, чтобы сформировать форму полой трубки микротрубочки. Аксонема содержит девять внешних пар двойных микротрубочек и две центральные одиночные микротрубочки. Различные мостики соединяют члены обоих массивов микротрубочек и соединяют два массива друг с другом. Белки, известные как молекулярные моторы, заставляют биться реснички.
Молекулярные двигатели
Реснички бьются, потому что определенные молекулярные моторы меняют форму. Двигатели получают энергию из аденозинтрифосфата или АТФ, универсального биохимического вещества, аккумулирующего энергию. Когда химическая реакция высвобождает фосфатную группу из АТФ, вращаются молекулярные моторы в соединительных мостиках между аксонемами. В результате одна микротрубочка перемещается относительно другой и приводит в движение реснички. В то время как структуры ресничек, которые продвигают парамеций, идентичны структурам, которые перемещают пищу в его рот, два действия используют разные молекулярные двигатели и работают на разных частотах и сильные стороны.
Экспериментальные доказательства
В 2013 году исследователи из Университета Брауна во главе с аспирантом Ильонгом Юнгом манипулировали вязкостью жидкости, окружающей парамеции. Начиная с воды, они увеличили плотность жидкости до семи раз. Они обнаружили, что более высокая вязкость замедляет плавание ресничек, но почти не влияет на питающие реснички. Удвоение вязкости сокращает плавание примерно наполовину, но даже при семикратном увеличении питательные реснички замедляются только примерно на 20 процентов. Поскольку все реснички имеют одинаковую структуру, только различие в молекулярном двигателе может объяснить результаты. Работа продолжается, чтобы определить точные основные механизмы.