CILIA: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На ресничките са къси издатини нишковидни присъстват на повърхността на плазмената мембрана на много клетъчни типове. Тези структури са способни на вибрационни движения, които служат за клетъчна локомоция и за създаване на токове в извънклетъчната среда.

Много клетки са облицовани от реснички с дължина приблизително 10 цт. Като цяло ресничките се движат в доста координирано движение отпред-отпред. По този начин клетката пътува през течността или течността пътува по повърхността на самата клетка.

Източник: Съответно: Picturepest, Анатолий Михалцов, Бернд Лабер, Deuterostome, Flupke59

Тези продължителни структури в мембраната са съставени главно от микротрубове и са отговорни за движението в различни видове клетки в еукариотни организми.

Ресничките са характерни за групата на ресничките протозои. Обикновено присъстват в евметазои (с изключение на нематоди и членестоноги), където обикновено са разположени в епителните тъкани, образувайки цилииращ епител.

характеристики

Еукариотичните реснички и жгутиците са много сходни структури, всяка с диаметър приблизително 0,25 цт. Структурно те са подобни на жлези, но в онези клетки, които ги представят, те са много по-многобройни от жлезите, които имат вид на ворсини на клетъчната повърхност.

Първоначално ресничката се придвижва надолу и след това постепенно се изправя, създавайки впечатление за гребащо движение.

Ресничките се движат по такъв начин, че всяка от тях е леко извън ритъм с най-близката си съседка (метахронен ритъм), произвеждаща постоянен поток от течност по повърхността на клетката. Тази координация е чисто физическа.

Понякога към основни тела се присъединява сложна система от микротрубки и влакна, но не е доказано, че те играят координираща роля в цилиарното движение.

Изглежда, че много реснички не функционират като подвижни структури и са наречени първични реснички. Повечето животински тъкани имат първични реснички, включително клетки в яйцепроводи, неврони, хрущяли, ектодерма на развиващите се крайници, чернодробни клетки, пикочните пътища, и други.

Въпреки че последните не са подвижни, беше наблюдавано, че цилиарната мембрана има множество рецептори и йонни канали със сензорна функция.

Цилиидни организми

Ресничките са важен таксономичен характер за класификацията на протозоите. Онези организми, чийто основен механизъм на локомоция е с помощта на реснички, принадлежат към „ресничките или ресничките“ (Phylum Ciliophora = които носят или представят ресничките).

Тези организми получават това име, защото клетъчната повърхност е облицована с реснички, които бият по контролиран ритмичен начин. В рамките на тази група подреждането на ресничките варира значително и дори някои организми нямат реснички при възрастните, присъстващи в ранните етапи на жизнения цикъл.

Цилиатите обикновено са най-големите протозои с дължина от 10 µm до 3 mm, а също така са и най-структурно сложните с широк спектър от специализации. Ресничките обикновено са подредени в надлъжни и напречни редове.

Изглежда, че всички реснички имат родствени системи, дори и тези, на които в даден момент липсват реснички. Много от тези организми са свободно живеещи, а други са специализирани симбионти.

структура

Цилиите растат от основни тела, които са тясно свързани със центриолите. Базалните тела имат същата структура като центриолите, които са вградени в центрозомите.

Базалните тела имат ясна роля в организацията на микротубулите на аксонемата, която представлява фундаменталната структура на ресничките, както и закрепването на ресничките към клетъчната повърхност.

Аксонемата е съставена от набор от микротрубове и свързани протеини. Тези микротрубове са подредени и модифицирани по толкова любопитен модел, че това е било едно от най-изненадващите разкрития на електронната микроскопия.

По принцип микротубулите са подредени по характерен модел "9 + 2", в който централна двойка микротубули е заобиколена от 9 външни двойника микротубули. Тази 9 + 2 конформация е характерна за всички форми на реснички от протозои до тези, които се срещат при хората.

Микротубулите се простират непрекъснато по дължината на аксонемата, която обикновено е дълга около 10 цт, но в някои клетки може да бъде до 200 мкм. Всяка от тези микротрубове има полярност, като минусовите (-) краища са прикрепени към "базалното тяло или кинетозома".

Характеристики на микротрубочки

Микротубулите на аксонемата са свързани с множество протеини, които стърчат в правилни позиции. Някои от тях работят като кръстосани връзки, които съдържат сноповете микротрубки заедно, а други генерират силата за генериране на движението на същите.

Централната двойка микротубули (индивидуални) е завършена. Двете микротрубове, които съставят всяка от външните двойки, обаче са структурно различни. Единият от тях, наречен тубула "А", представлява цялостна микротрубочка, съставена от 13 протофиламента, а другата непълна (тубула В) е съставена от 11 протофиламента, прикрепени към тубула А.

Тези девет двойки външни микротрубове са свързани помежду си и с централната двойка чрез радиални мостове на протеина "нексин". Към всяка тръба "А" са прикрепени две динеинови рамена, с двигателната активност на тези цилиарни аксонемични динеини, отговорни за биенето на ресничките и други структури със същата конформация, като например жгутиците.

Движение на ресничките

Цилиите се преместват чрез огъване на аксонемата, която представлява сложен сноп от микротрубове. Клъстерите от реснички се движат в еднопосочни вълни. Всеки реснички се движи като камшик, ресничката е напълно удължена, последвана от фаза на възстановяване от първоначалното си положение.

Движенията на ресничките се произвеждат основно от плъзгането на външните дублети на микротрубочките един спрямо друг, задвижвани от двигателната активност на аксонемичния динин. Основата на динеина се свързва с микротрубовете А, а главните групи се свързват със съседните В тръби.

Поради нексина в мостовете, които се присъединяват към външните микротубули на аксонемата, плъзгането на един дублет върху друг ги принуждава да се огъват. Последното съответства на основата на движението на ресничките, процес, за който все още се знае малко.

Впоследствие микротубулите се връщат в първоначалното си положение, което кара ресничките да възвърнат своето състояние на покой. Този процес позволява на ресничките да се извиват и да се получи ефектът, който заедно с другите реснички на повърхността дават мобилност на клетката или заобикалящата я среда.

Енергия за цилиарно движение

Подобно на цитоплазмения динин, цилиарният динеин има моторен домен, който хидролизира ATP (АТФазната активност), за да се движи по микротрубочка към минус края си, и зареждаща област на опашката, която в този случай е непрекъснат микротубул.

Cilia се движат почти непрекъснато и затова изискват голямо количество енергия под формата на ATP. Тази енергия се генерира от голям брой митохондрии, които обикновено изобилстват близо до базалните тела, откъдето възникват ресничките.

Характеристика

движение

Основната функция на ресничките е да движи течност над клетъчната повърхност или да задвижва отделни клетки през течност.

Цилиарното движение е жизненоважно за много видове във функции като обработка на храни, размножаване, екскреция и осморегулация (например в пламъкни клетки) и движение на течности и слуз по повърхността на клетъчните слоеве. епителна.

Ресничките в някои протозои като Paramecium са отговорни както за мобилността на организма, така и за метенето на организми или частици към устната кухина за храна.

Дишане и хранене

При многоклетъчните животни те функционират при дишане и хранене, носейки дихателни газове и хранителни частици над водата върху клетъчната повърхност, например при мекотели, чието хранене става чрез филтрация.

При бозайниците дихателните пътища са облицовани от космени клетки, които изтласкват слуз, съдържащ прах и бактерии в гърлото.

Ресничките също помагат за метене на яйцата по протежение на яйцепровода, а свързаната структура - флагелът, задвижва спермата. Тези структури са особено очевидни във фалопиевите тръби, където преместват яйцеклетката в маточната кухина.

Космените клетки, които изравняват дихателните пътища, които го почистват от слуз и прах. В епителните клетки, които линиират дихателните пътища на човека, голям брой реснички (109 / cm2 или повече) изхвърлят слоеве слуз, заедно с уловени прахови частици и мъртви клетки, в устата, където те се поглъщат и елиминират.

Структурни аномалии в ресничките

При хората някои наследствени дефекти на цилиарния динин причиняват така наречения синдром на Картенегер или синдром на неподвижната ресничка. Този синдром се характеризира с мъжка стерилност поради неподвижност на сперматозоидите.

В допълнение, хората с този синдром имат висока податливост към белодробни инфекции поради парализа на ресничките в дихателните пътища, които не успяват да почистят праха и бактериите, които се настаняват в тях.

От друга страна, този синдром причинява дефекти в определянето на ляво-дясната ос на тялото по време на ранно ембрионално развитие. Последното е открито наскоро и е свързано със страничната и разположението на определени органи в тялото.

Други състояния от този тип могат да възникнат поради консумацията на хероин по време на бременност. Новородените могат да се проявят с продължителен неонатален дихателен дистрес поради ултраструктурна промяна на аксонемата на ресничките в респираторния епител.

Препратки

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Съществена клетъчна биология. Ню Йорк: Garland Science. 2-ро издание.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Молекулярна биология на клетката. Garland Science, Taylor и Francis Group.
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Биология: наука и природа. Pearson Education.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Клетката. (с. 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Интегрирани принципи на зоологията. Ню Йорк: McGraw-Hill. 14 ^-то издание.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Lasios. (2003 г.). Клетъчна и молекулярна биология. Мексико. Редакционно образование Pearson.
7. Sierra, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG & Cardelús, RB (2001). Асоциация между употребата на хероин по време на бременност и структурни нарушения на респираторните реснички в неонаталния период. Анали на педиатрията, 55 (4) : 335-338).
8. Stevens, A., & Lowe, JS (1998). Човешка хистология. Harcourt Brace.
9. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Хистология. Panamerican Medical Ed.