Cilia: คำจำกัดความ ประเภท และฟังก์ชัน

Cilia ยาว ออร์แกเนลล์ท่อที่พบบนพื้นผิวของจำนวนมาก เซลล์ยูคาริโอต. พวกเขามีโครงสร้างที่ซับซ้อนและกลไกที่ช่วยให้พวกเขาสามารถโบกมือในรูปแบบวงกลมหรือสแน็ปในลักษณะแส้

การกระทำของ Cilial ถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวสำหรับการเคลื่อนไหวและโดยทั่วไปสำหรับของเหลวที่เคลื่อนที่ในขณะที่ cilia ที่ไม่เคลื่อนที่จะใช้สำหรับการป้อนข้อมูลทางประสาทสัมผัส

Cilia มีความคล้ายคลึงกันมากกับ แฟลกเจลลา โดยมีลักษณะเป็นขนยาวออกมาจากเซลล์ ยื่นออกมาทางเซลล์ เมมเบรนพลาสม่า.

ความแตกต่างของ cilia กับ แฟลกเจลลารวมถึงตำแหน่ง การเคลื่อนไหว และความยาว cilia จำนวนมากมักจะอยู่เหนือพื้นที่กว้างของผิวเซลล์ในขณะที่แฟลกเจลลานั้นอยู่โดดเดี่ยวหรือมีจำนวนน้อย

Cilia เคลื่อนที่ไปด้วยกันอย่างประสานกัน ในขณะที่แฟลกเจลลาเคลื่อนไหวอย่างอิสระ Cilia มักจะสั้นกว่าแฟลเจลลา

แฟลกเจลลามักพบที่ปลายด้านหนึ่งของเซลล์ และในขณะที่แฟลกเจลลาอาจไวต่ออุณหภูมิหรือสารบางชนิด ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเคลื่อนที่ของเซลล์ Cilia มีหน้าที่รับความรู้สึกหลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเป็นส่วนหนึ่งของ เซลล์ประสาทและอาจไม่เคลื่อนไหวเลย

ซิเลียพบได้ในยูคาริโอตเท่านั้นในขณะที่แฟลเจลลาพบทั้งในยูคาริโอตและ เซลล์โปรคาริโอต.

ซิเลียในเซลล์ยูคาริโอตมีความซับซ้อน ท่อ โครงสร้างที่ห่อหุ้มด้วยพลาสมาเมมเบรน หลอดประกอบด้วย โปรตีนพอลิเมอร์เชิงเส้น ประกอบขึ้นเป็นสองเท่าของไมโครทูบูลด้านนอกที่วางขนานกันอย่างสมมาตรรอบ ๆ ทูบูลด้านในตรงกลางคู่

คู่ในเป็นสองท่อที่แยกจากกันในขณะที่คู่นอกเก้าคู่แต่ละอันมีผนังท่อทั่วไป

ชุดของ 9 + 2 ไมโครทูบูล จัดอยู่ในรูปทรงกระบอกเรียกว่า an axoneme และติดอยู่กับเซลล์ที่ซีเลียมที่เรียกว่า ฐานร่างกาย หรือ ไคเนโตโซม. ร่างกายฐานจะทอดสมออยู่ที่ด้านไซโตพลาสซึมของเยื่อหุ้มเซลล์ ไมโครทูบูลถูกยึดไว้ด้วยแขนโปรตีน ซี่ล้อ และข้อต่อภายในตา

โครงสร้างโปรตีนเหล่านี้ทำให้ตาแข็งและเป็นส่วนสำคัญของระบบการเคลื่อนไหว

โปรตีนมอเตอร์ไดนีน พบในแขนและซี่ลวดเชื่อม ไมโครทูบูลและมันขับเคลื่อนการเคลื่อนไหวของตา โมเลกุลไดไนน์ติดอยู่กับไมโครทูบูลตัวใดตัวหนึ่งผ่านทางแขนและข้อต่อ

พวกเขาใช้พลังงานจาก อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) เพื่อย้ายไมโครทูบูลตัวอื่นขึ้นและลง การเคลื่อนที่แบบเลื่อนแบบแปรผันของไมโครทูบูลทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบโค้งงอ

Cilia มีสองประเภทพื้นฐาน แต่แต่ละประเภทสามารถทำหน้าที่ของ cilia ได้หลายอย่าง มีลักษณะและความสามารถแตกต่างกันขึ้นอยู่กับหน้าที่

cilia ทั้งหมดมีทั้งแบบเคลื่อนที่หรือไม่เคลื่อนที่ หมายความว่าสามารถเคลื่อนที่ได้หรือไม่ก็ได้ cilia ที่ไม่เคลื่อนไหวเรียกอีกอย่างว่า ประถม cilia และเกือบทุกเซลล์ยูคาริโอตมีอย่างน้อยหนึ่งเซลล์ ขนที่เคลื่อนที่ได้นั้นเคลื่อนที่ได้ แต่หน้าที่ของพวกมันต่างกัน และมีเพียงประเภทเดียวเท่านั้นที่เป็นหัวรถจักรที่การเคลื่อนที่ของมันเคลื่อนเซลล์ที่เกี่ยวข้อง

ประเภทและหน้าที่ต่าง ๆ มีดังนี้:

• ตาปฐมภูมิ, เซ็นเซอร์เคมี: cilia อยู่กับที่ แต่พวกมันสัมผัสได้ถึงสารต่างๆ เช่น โปรตีน และส่งสัญญาณที่สอดคล้องกันไปยังเซลล์ เช่น เซลล์ไต
• ตาปฐมภูมิ, เซ็นเซอร์ทางกายภาพ: cilia ของเซลล์เหล่านี้ไวต่อการสัมผัสและการเคลื่อนไหว ตาดังกล่าวมีหน้าที่ในการตรวจจับเสียงในหูชั้นใน
• ตาหลักการส่งสัญญาณ: ตาจะตรวจจับสัญญาณของเซลล์ เช่น การส่งสัญญาณของเม่น (Hh) ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาเซลล์และเนื้อเยื่อของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
• ขนเคลื่อนการเคลื่อนไหว: ตาทำให้เซลล์เคลื่อนที่ไปมาเพื่อค้นหาอาหารและหลีกเลี่ยงอันตราย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น พารามีเซียม
• ขนเคลื่อน, การขนส่ง: Cilia ใช้การเคลื่อนไหวเพื่อส่งเสริมการขนส่งของเหลวผ่านท่อหรือช่องเช่นเดียวกับในท่อนำไข่
• ขนเคลื่อน กำจัดสิ่งปนเปื้อน: Cilia ใช้การเคลื่อนไหวเพื่อกำจัดอนุภาคที่ปนเปื้อนและเคลื่อนย้ายออกไปภายนอก เช่น ใน ระบบทางเดินหายใจ.

ตาที่พบในเซลล์ส่วนใหญ่ถูกใช้เป็นวิธีการโต้ตอบกับสิ่งรอบข้างและกับเซลล์อื่นๆ ไม่ว่าจะโดยการเคลื่อนไหวหรือวิธีทางประสาทสัมผัส เซลล์ตาชนิดต่างๆ ช่วยให้เซลล์ทำหน้าที่ต่างๆ ได้อย่างเต็มที่ มิฉะนั้นจะมีปัญหาในการดำเนินการ

เนื่องจาก cilia หลักไม่จำเป็นต้องขยับ โครงสร้างของตาจึงง่ายกว่า cilia อื่นๆ แทนที่จะเป็นโครงสร้าง 9 + 2 ของ cilia เคลื่อนที่ พวกเขาไม่มี microtubules ตรงกลางสองคู่และมีโครงสร้าง 9 + 0 พวกมันไม่ต้องการโปรตีนไดน์นินมอเตอร์ และพวกมันขาดแขน ซี่ล้อ และข้อต่อที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของเลนส์

แต่ความสามารถทางประสาทสัมผัสมักมาจากเซลล์ประสาทและการใช้เซลล์ประสาท ส่งสัญญาณประสาท ทำหน้าที่ทำงานทางประสาทสัมผัส เซลล์ยูคาริโอตส่วนใหญ่มีซิเลียหลักหรือเซลล์ไม่เคลื่อนที่อย่างน้อยหนึ่งเซลล์

หากซีเลียหรือเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับพวกมันมีข้อบกพร่องหรือขาดหายไป การขาดหน้าที่เฉพาะของพวกมันอาจส่งผลให้เกิดโรคร้ายแรงได้

ตัวอย่างเช่น cilia on เซลล์ไต ช่วยให้ไตทำงานและปัญหาเกี่ยวกับเซลล์เหล่านี้ทำให้เกิดโรคไต polycystic ตาชั้นแรกในดวงตาช่วยให้เซลล์ตรวจพบแสง และข้อบกพร่องอาจทำให้ตาบอดจากโรคที่เรียกว่าเรตินอักเสบรงควัตถุ cilia อื่น ๆ ในเซลล์ประสาทรับกลิ่นมีหน้าที่ในการรับกลิ่น

หน้าที่พิเศษเช่นนี้ดำเนินการโดยตาหลักทั่วร่างกาย

เซลล์ที่มี cilia เคลื่อนที่สามารถใช้ความสามารถในการเคลื่อนที่ของ cilia ได้หลายวิธี จุดประสงค์ดั้งเดิมของพวกมันคือเพื่อช่วยให้สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเคลื่อนที่ได้ และพวกมันยังคงมีบทบาทนี้ในรูปแบบชีวิตดึกดำบรรพ์ เช่น ciliates

เมื่อสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มีวิวัฒนาการ เซลล์ที่มีตาก็ไม่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิตอีกต่อไป และทำหน้าที่อื่นต่อไป

การเคลื่อนที่แบบ Cilial มีลักษณะหลายประการที่ช่วยให้การเคลื่อนไหวมีประโยชน์ โดยทั่วไปแล้วพวกมันจะตีแบบสลับไปมาระหว่างตาหลายแถว ประกอบเป็นกลไกการขนส่งที่มีประสิทธิภาพ

เซลล์ส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งมีซีเลียจำนวนมากบนพื้นผิวของมัน ทำให้การขนส่งในปริมาณมากเป็นไปได้อย่างรวดเร็ว แม้ว่าจะไม่เคลื่อนย้ายเซลล์โดยตรง แต่ก็สามารถช่วยในการเคลื่อนที่ของสารอื่นๆ ได้

ตัวอย่างทั่วไปคือ:

• ระบบทางเดินหายใจ: เซลล์ที่มีเส้น cilia มากถึง 200 ส่วนของระบบทางเดินหายใจ เช่น หลอดลม การเคลื่อนที่ของคลื่นที่ประสานกันจะลำเลียงเมือกออกจากทางเดินหายใจ นำอนุภาคหรือสิ่งสกปรกไปด้วย
• ท่อนำไข่: การตีของซีเลียที่ผนังท่อนำไข่ทำให้ ไข่ ลงท่อเข้าไปในโพรงมดลูกที่มันจะเกาะติดและเติบโต ถ้า cilia เสีย ไข่จะไม่เข้ามดลูกและ an การตั้งครรภ์นอกมดลูก สามารถส่งผล
• หูชั้นกลาง: เซลล์ Ciliated บน เยื่อบุผิว ของหูชั้นกลางช่วยในการพัฒนาการได้ยิน ข้อบกพร่องใน cilia ที่เคลื่อนที่ได้เหล่านี้อาจส่งผลให้เกิดโรคที่เรียกว่า หูชั้นกลางอักเสบ และอาจทำให้สูญเสียการได้ยิน

ขนที่เคลื่อนที่ได้นั้นพบได้ในเยื่อบุผิวของส่วนต่างๆ ของร่างกาย และแม้ว่าบางครั้งจะไม่ค่อยเข้าใจการทำงานของเซลล์เหล่านี้ แต่ก็ถือว่ามีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตและกระบวนการของเซลล์

โครงสร้างที่ซับซ้อน กลไกการเลื่อนภายในที่ซับซ้อน และการเคลื่อนไหวที่ประสานกันแสดงให้เห็นการเคลื่อนไหวนั้น เป็นหน้าที่ทางชีววิทยาที่ยากต่อการตระหนัก และความล้มเหลวในการปฏิบัติงานมักส่งผลให้เกิดโรคต่อร่างกาย

เนื้อหาเกี่ยวกับชีววิทยาของเซลล์ที่เกี่ยวข้อง:

• วัฏจักรของเซลล์
• การส่งสัญญาณ
• การแบ่งเซลล์
• เซลล์เยื่อบุผิว