Paramecia sú jednobunkové mikroorganizmy, ktoré žijú v sladkovodnom a morskom prostredí. Patria do kmeňa Ciliophora, cilióznych prvokov. Cilium je krátka vlasová štruktúra, ktorá vyčnieva z bunkovej membrány organizmu. Paramecium má tisíce mihalníc, ktoré rytmicky bijú, čo poskytuje spôsob, ako sa pohybovať a zametať jedlo do ústnej drážky. Vedci zistili, že rôzne biochemické motory poháňajú funkciu riasiniek v parameciu.
My Little Paramecium
Paramecia sa vyskytuje v mnohých druhoch a má dĺžku od 50 do 330 mikrometrov - zhruba jednu tisícinu až stotinu palca. Bunková membrána alebo pelikula je pokrytá riasinkami. Paramecia jedia baktérie, riasy a ďalšie drobné tvory ich požitím cez ústnu drážku pokrytú riasinkami, ktorá vedie od prednej časti bunky do stredu. Paramecium pláva okolo tým, že bije naraz do mihalníc, ale mihalnice obklopujúce ústnu drážku bijú do iného rytmu.
Cilium štruktúra a typy riasiniek
Štruktúra cilium je zväzok mikrotubulov, známy ako axonéma, ktorý je pripevnený k bazálnemu telu na povrchu bunky. Mikrotubula je zložená z asi 13 protofilamentov, dlhých valcov, ktoré sa vyrovnávajú vedľa seba a vytvárajú dutý tvar mikrotubulu. Axonéma obsahuje deväť vonkajších párov dvojitých mikrotubulov a dva centrálne singulárne mikrotubuly. Rôzne mostíky spájajú členy oboch polí mikrotubulov a navzájom spájajú tieto dve polia. Bielkoviny známe ako molekulárne motory spôsobujú porážanie mihalníc.
Molekulárne motory
Cilium bije, pretože určité molekulárne motory menia tvar. Motory čerpajú energiu z adenozíntrifosfátu alebo ATP, univerzálneho biochemického zásobníka energie. Keď chemická reakcia uvoľní fosfátovú skupinu z ATP, molekulárne motory v spojovacích mostíkoch medzi axonémami sa otáčajú. Výsledkom je, že jedna mikrotubula sa pohybuje vo vzťahu k druhej a sťahuje mihalnice do pohybu. Zatiaľ čo štruktúry mihalníc, ktoré poháňajú paramecium, sú totožné so štruktúrami, do ktorých zametajú jedlo jeho ústie, dve akcie používajú rôzne molekulárne motory a pracujú na rôznych frekvenciách a silné stránky.
Experimentálne dôkazy
V roku 2013 vedci z Brownovej univerzity pod vedením postgraduálneho študenta Iľjong Junga manipulovali s viskozitou kvapaliny obklopujúcej parameciu. Počnúc vodou zvyšovali hustotu kvapaliny až sedemnásobne. Zistili, že vyššia viskozita spomalila mihalnice plávajúce, ale ťažko zasiahla mihalnice kŕmiace. Zdvojnásobením viskozity sa plavecká činnosť znížila asi na polovicu, ale aj pri sedemnásobnom zvýšení sa mihalnice spomalili iba o asi 20 percent. Pretože všetky mihalnice majú rovnakú štruktúru, za výsledky môže iba rozdiel v molekulárnom motore. Pokračujú práce na stanovení presných základných mechanizmov.