Paramecije so enocelični mikroorganizmi, ki živijo v sladkovodnih in morskih okoljih. Pripadajo tilu Ciliophora, trepalnicam. Cilij je kratka, lasju podobna struktura, ki štrli iz celične membrane organizma. Paramecij ima na tisoče trepalnic, ki se ritmično bijejo, kar mu omogoča premikanje in pometanje hrane v ustni žleb. Znanstveniki so odkrili, da različni biokemični motorji poganjajo delovanje trepalnic v parameciju.
Moj mali paramecij
Paramecia je različnih vrst in je dolga med 50 in 330 mikrometri - približno tisočinko do stotinko palca. Celična membrana ali pelikul je povsod prekrita z vejicami. Paramecije jedo bakterije, alge in druga drobna bitja, tako da jih zaužijejo skozi ustni žleb, prekrit s trepalnicami, ki poteka od sprednje strani celice do sredine. Paramecij plava naokoli, tako da soglasno bije svoje trepalnice, toda trepalnice, ki obdajajo ustni utor, bijejo v drugačnem ritmu.
Zgradba in vrsta cilija
Struktura cilija je snop mikrotubulov, znan kot aksonem, ki je pritrjen na bazalno telo na celični površini. Mikrotubula je sestavljena iz približno 13 protofilamentov, dolgih valjev, ki se poravnajo drug ob drugem in tvorijo votlo obliko mikrotubule. Aksonem vsebuje devet zunanjih parov dvojnih mikrotubulov in dve osrednji singularni mikrotubuli. Različni mostovi povezujejo člane obeh nizov mikrotubulov in povezujejo oba niza med seboj. Beljakovine, znane kot molekularni motorji, povzročajo utrip trepalnic.
Molekularni motorji
Cilij bije, ker nekateri molekularni motorji spremenijo obliko. Motorji črpajo energijo iz adenozin trifosfata ali ATP, univerzalnega biokemičnega hranilnika energije. Ko kemična reakcija sprosti fosfatno skupino iz ATP, se molekularni motorji znotraj povezovalnih mostov med aksonemi vrtijo. Rezultat je, da se ena mikrotubula premakne glede na drugo in vleče trepalnice. Medtem ko so strukture trepalnic, ki poganjajo paramecij, enake strukturam, v katere pometajo hrano v svojih ustih uporabljata različne molekularne motorje in delujeta na različnih frekvencah in prednosti.
Poskusni dokazi
Leta 2013 so raziskovalci na univerzi Brown pod vodstvom podiplomskega študenta Ilyonga Junga manipulirali z viskoznostjo tekočine, ki obdaja paramecijo. Začenši z vodo so gostoto tekočine povečali do sedemkrat. Ugotovili so, da je večja viskoznost upočasnila plavalne trepalnice, vendar skoraj ni vplivala na hranilne trepalnice. Podvojitev viskoznosti je plavalno delovanje zmanjšala za približno polovico, a tudi s sedemkratnim povečanjem so se hranilne trepalnice upočasnile le za približno 20 odstotkov. Ker imajo vse trepalnice enako strukturo, je lahko rezultat le razlika v molekularnem motorju. Nadaljuje se delo za določitev natančnih osnovnih mehanizmov.