To typer af cilia i et paramecium

Paramecia er enkeltcellede mikroorganismer, der lever i ferskvands- og havmiljøer. De tilhører phylum Ciliophora, de cilierede protozoer. En cilium er en kort hårlignende struktur, der stikker ud fra en organisms cellemembran. Et paramecium har tusindvis af cilia, der rytmisk slår, hvilket giver mulighed for at bevæge sig rundt og at feje mad i sin orale spor. Forskere har opdaget, at forskellige biokemiske motorer driver de to funktioner.

Min lille Paramecium

Paramecia kommer i mange arter og rækker i længder mellem 50 og 330 mikrometer - omtrent en tusindedel til en- hundrededel af en tomme. Cellemembranen eller pellikelen er dækket overalt med cilia. Paramecia spiser bakterier, alger og andre små væsner ved at indtage dem via en cilia-dækket oral rille, der løber fra forsiden af ​​cellen til midtpunktet. Parametret svømmer rundt ved at slå sine cilia sammen, men cilierne omkring oralsporet slår til en anden rytme.

Ciliumstruktur

En ciliums struktur er et bundt af mikrotubuli, der er kendt som en axoneme, der er fastgjort til en basal krop på celleoverfladen. En mikrotubule består af ca. 13 protofilamenter, lange cylindre, der justerer side om side for at danne mikrotubulens hule rørform. En axoneme indeholder ni ydre par af dobbelt mikrotubuli og to centrale singulære mikrotubuli. Forskellige broer forbinder medlemmerne af begge mikrotubulære arrays og forbinder de to arrays med hinanden. Proteiner kendt som molekylære motorer forårsager cilia at slå.

Molekylære motorer

En cilium beats fordi visse molekylære motorer ændrer form. Motorerne trækker energi fra adenosintrifosfat, eller ATP, den universelle energilagring biokemisk. Når en kemisk reaktion frigiver en phosphatgruppe fra ATP, drejer molekylmotorerne i de forbundne broer mellem axonemerne. Resultatet er, at en mikrotubule bevæger sig i forhold til en anden og trækker cilia i bevægelse. Mens ciliastrukturerne, der fremdriver et paramecium, er identiske med de strukturer, der fejer mad i munden, bruger de to handlinger forskellige molekylære motorer og opererer ved forskellige frekvenser og styrker.

Eksperimentel Bevis

I 2013 forskere ved Brown University ledet af kandidatstuderende Ilyong Jung manipuleret viskositeten af ​​væsken omkringliggende paramecia. Begyndende med vand øgede de væskens densitet op til syv gange. De fandt ud af, at højere viskositet sænkede svømmecyilierne, men næppe påvirket fodringscyilierne. Dobling af viskositeten sænker svømningshastigheden med omkring halvdelen, men selv med en syvfoldig stigning sænkes fodringskilierne med kun ca. 20 procent. Fordi alle cilia deler samme struktur, kan kun en forskel i molekylmotorens regnskab for resultaterne. Arbejdet fortsætter med at bestemme de nøjagtige underliggende mekanismer.