ร่างกายพื้นฐานที่สร้าง Cilia และ Flagella มาจากอะไร?

จุลินทรีย์และเซลล์หลายชนิดประกอบด้วย cilia หรือ แฟลกเจลลาซึ่งเป็นโครงสร้างคล้ายขนหรือคล้ายแส้ยื่นออกมาจากผนังเซลล์สู่สิ่งแวดล้อมภายนอก ตาและแฟลเจลลา ทำหน้าที่ขับเคลื่อนเซลล์เคลื่อนที่ เคลื่อนย้ายวัสดุภายนอกรอบๆ เซลล์ตายตัว หรือทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบทางประสาทสัมผัสที่ไม่เคลื่อนที่

Cilia และ flagella มีโครงสร้างพื้นฐานเหมือนกันและแตกต่างกันเฉพาะใน flagella ที่ยาวกว่า cilia พวกมันยังต่างกันตรงที่พวกมันเคลื่อนที่และเซลล์ที่พบ โครงสร้างทั้งสองประเภทถูกรูทไปยังเซลล์ที่ ฐานร่างกาย (เรียกอีกอย่างว่า ไคเนโตโซม) ซึ่งเป็นรูปแบบเฉพาะของโครงสร้างที่เรียกว่า a centriole.

ฐานร่างกายคือ a centrioleซึ่งเป็นโครงสร้างรูปทรงกระบอกที่ประกอบด้วยไมโครทูบูลซึ่งมีโพรโทฟิลาเมนต์มากถึง 13 ตัวล้อมรอบจุดศูนย์กลางที่เป็นโพรง ร่างกายพื้นฐานเป็นออร์แกเนลล์ที่จำเป็นในการสร้าง cilia และ flagella โปรโตฟิลาเมนต์เป็นโพลีเมอร์ของโปรตีน ทูบูลิน.

ไมโครทูบูลในร่างกายฐานปรากฏเป็นชุดของแฝดสามเก้าตัว แฝดสามแต่ละตัวมีสาม ไมโครทูบูลติดป้าย A B และ C ติดกันตามความยาว

แฝดสามเก้าตัวสร้างรูปทรงกระบอกกลวงซึ่งอยู่ใต้เยื่อหุ้มเซลล์ ฐานของร่างกายทำหน้าที่เป็นรากที่แฟลกเจลลาและ cilia งอกและยึดกับเซลล์

ตัวฐานเป็นตัวอย่างของศูนย์จัดระเบียบไมโครทูบูลหรือ MTOC. โครงสร้างเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะเนื่องจากประกอบด้วยทูบูลินในรูปแบบแกมมา นี่หมายความว่าทูบูลินมีโครงสร้างที่แตกต่างกันเล็กน้อยเมื่อเทียบกับอัลฟาและบีตาทูบูลิน ซึ่งช่วยให้ทำงานแตกต่างกัน

โปรตีนทูบูลินในแฟลกเจลลาและซีเลียเป็นพันธุ์อัลฟาและเบตา ในฐานะที่เป็น MTOC ตัวฐานจะรักษาเสถียรภาพของไมโครทูบูลและรองรับการเคลื่อนไหว แกมมาทูบูลินของ MTOC เข้าร่วมกับโปรตีนอื่นๆ เพื่อสร้างสารเชิงซ้อนที่เป็นวงแหวนซึ่งให้ตำแหน่งจับสำหรับไมโครทูบูล

ร่างกายพื้นฐานเปลี่ยนเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า an axonemeซึ่งเป็นโครงกระดูกของแฟลเจลลัมหรือซีเลียม ภายในโซนทรานซิชัน ไมโครทูบูล C ของตัวฐานจะสิ้นสุด หลอด A และ B ที่เหลืออีกเก้าชุดขยายผ่านโซนการเปลี่ยนแปลงและช่วยสร้าง axoneme

ขนย้าย cilia และ flagella เช่นที่พบในหลอดลมของมนุษย์และ flagellam ที่พบใน เซลล์อสุจิมีแอกโซนีมที่มีไมโครทูบูลเพิ่มเติมอีกสองตัววิ่งขึ้นไปบนแกนกลาง ตาที่ไม่เคลื่อนที่ไม่มีไมโครทูบูลตรงกลาง

ร่างกายพื้นฐานทำหน้าที่หลายอย่างที่สำคัญต่อกิจกรรมของ cilia และ flagella ไมโครทูบูลตัวฐานเก้าตัวเป็นแม่แบบสำหรับสร้างแอกโซน ตัวฐานยังปรับทิศทางและจัดตำแหน่งซีเลียมหรือแฟลเจลลัม ซึ่งมีความสำคัญต่อการเคลื่อนที่ที่ถูกต้องของของเหลวภายในแอกโซนีม

ร่างกายพื้นฐานควบคุมการเข้าสู่โปรตีนใน axoneme และมีบทบาทใน การแบ่งเซลล์. ความผิดปกติของร่างกายพื้นฐานสามารถนำไปสู่โรคต่างๆ

โรคดังกล่าวเรียกว่า จูเบิร์ต ซินโดรม. เกิดจากการกลายพันธุ์ต่าง ๆ ในร่างกายพื้นฐานและยีน cilia การสร้าง cilia และ basal body นั้นผิดปกติในทารกในครรภ์ที่กำลังพัฒนา หากปราศจากการทำงานที่เหมาะสมของ cilia ในระหว่างการพัฒนา พื้นที่ของร่างกายและเซลล์ในทารกในครรภ์จะไม่พัฒนาอย่างเหมาะสม

สัญญาณเหล่านี้และพัฒนาการผิดปกติที่นำไปสู่อาการของโรคนี้รวมถึงอย่างรุนแรง ทักษะยนต์ที่ด้อยพัฒนาและผิดปกติ สมองน้อยผิดปกติ ขาดการควบคุมกล้ามเนื้อ ปัญหาเกี่ยวกับฮอร์โมน อาการห้อยยานของอวัยวะ เปลือกตาและอื่น ๆ

อีกตัวอย่างหนึ่งของความผิดปกติของร่างกายพื้นฐานคือ กลุ่มอาการเมคเคล. เกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนที่ทำให้ร่างกายพื้นฐานสามารถก่อตัวและทำงานได้ ส่งผลให้ผู้ที่ได้รับผลกระทบเสียชีวิต เชื่อกันว่าเป็นอันตรายถึงชีวิตเนื่องจากตาที่ไม่ได้ใช้งาน/ผิดรูปแบบซึ่งไม่สามารถไหลเวียนของน้ำคร่ำได้อย่างเหมาะสมในระหว่างการพัฒนา