Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Cilia: Definition, Typer & Funktion

Cilia er lange, rørformede organeller, der findes på overfladen af mange eukaryote celler. De har en kompleks struktur og en mekanisme, der gør det muligt for dem at vinke i et cirkulært mønster eller knipse på en piskelignende måde.

Cilial handling bruges af encellede organismer til bevægelse og generelt til bevægelse af væsker, mens cilia der don don 't move bruges til sensorisk input.
Cilia vs Flagella

Cilia har mange ligheder med flagella
ved at de er hårlignende udvidelser fra en celle, der stikker ud gennem celleplasmamembranen.

Forskelle på cilia vs. flagella inkluderer placering, bevægelse og længde. Et stort antal cilier har en tendens til at være placeret over et bredt område af celleoverfladen, mens flagella enten er ensomme eller få i antal.

Cilia bevæger sig sammen på en koordineret måde, mens flagella bevæger sig uafhængigt. Cilia har en tendens til at være kortere end flagella.

Flagella findes normalt i den ene ende af cellen, og selvom de kan være følsomme over for temperatur eller bestemte stoffer, bruges de hovedsageligt til cellebevægelse. Cilia har flere mulige sensoriske funktioner, især når en del af nerveceller
og de muligvis ikke bevæger sig overhovedet.

Cilia findes kun i eukaryoter, mens flagella findes i både eukaryotiske og prokaryote celler .
Strukturen af eukaryot cili

Cilia i eukaryote celler har en kompliceret rørformet struktur indeholdt i en plasmamembran. Tubulerne er sammensat af lineære polymerproteiner og består af ni ydre mikrotubuldubletter placeret symmetrisk omkring et centralt par indre tubuli.

Det indre par er to separate tubulier, mens de ydre ni dobbeltværker hver dele en fælles tubulevæg.

Sættene med 9 + 2 mikrotubulier
er arrangeret i en cylindrisk struktur kaldet en aksoneme
og er fastgjort til cellen ved en del af cilium kaldet basallegeme
eller kinetosom
. Basallegemet er på sin side forankret til den cytoplasmatiske side af cellemembranen. Mikrotubulerne holdes på plads af proteinarme, eger og led i cilia.

Disse proteinstrukturer giver cilia deres stivhed og er en vigtig del af deres mobilitetssystem.

> motorisk protein
dynein
findes i armene og egerne, der forbinder mikrotubuli, og det driver bevægelsen af flimmerhinden. Dyneinmolekylerne er bundet til en af mikrotubulerne gennem armene og lænkerne.

De bruger energi fra adenosintrifosfat (ATP) for at bevæge en af de andre mikrotubuli op og ned. Den variable glidebevægelse af mikrotubulerne producerer en bøjningsbevægelse.
De forskellige typer og Cilia-funktion

Cilia findes i to basistyper, men hver type kan udføre flere ciliale funktioner. Afhængig af deres funktion har de forskellige egenskaber og egenskaber.

Alle cilia er enten bevægelige eller ikke-bevægelige, hvilket betyder, at de kan bevæge sig eller ikke. Ikke-bevægelig cili kaldes også primær
cilia, og næsten hver eukaryot celle har mindst en. Motil cilia bevæger sig, men deres funktioner er forskellige, og kun en type er lokomotiv, idet dens bevægelse bevæger den tilknyttede celle.

De forskellige typer og funktioner er som følger:

  • Primær cilia, kemiske sensorer: Cilia er stationær, men de fornemmer tilstedeværelsen af stoffer som proteiner og sender tilsvarende signaler til celler, såsom nyreceller.
  • Primær cilia, fysiske sensorer: Disse celles cilia er følsomme at berøre og bevægelse. Sådanne cilia er ansvarlige for at detektere lyd i det indre øre.
  • Primær cilia, signalering: Cilia detekterer cellesignalering såsom Hedgehog (Hh) signalering, en nøglefaktor i udviklingen af pattedyrceller og væv.
  • Motil cilia, bevægelse: Cilia giver celler mulighed for at bevæge sig rundt på jagt efter mad og for at undgå fare, især i enkeltcelleorganismer som paramecium.
  • Motile cilia, transport: Cilia bruger deres bevægelse for at fremme transport af væske gennem et rør eller en kanal som i ovidukten.
  • Motil cilia, fjernelse af forurenende stoffer: Cilia bruger deres bevægelse til at aflevere forurenende partikler og flytte dem til ydersiden, såsom i åndedrætsorganerne system.

    Den cilia, der findes på de fleste celler, bruges som en måde at interagere med omgivelserne og med andre celler, hvad enten det er gennem bevægelse eller sensoriske midler. De forskellige typer cilia hjælper celler med at udføre funktioner, som de ellers ville have problemer med at udføre.
    Primær Cilia udfører specialiserede funktioner

    Da primær cilia ikke behøver at bevæge sig, er deres struktur enklere end for andre cilier. I stedet for 9 + 2-strukturen i motil cilia, mangler de de to centrale par mikrotubuli og har en 9 + 0-struktur. De har ikke brug for dyneinmotorproteinet, og de mangler mange af de arme, eger og led, der er forbundet med cilial bevægelse.

    I stedet kommer deres sanseevne ofte fra at være nervecellehinden og bruge nervesignalering
    funktioner til at udføre deres sensoriske opgaver. De fleste eukaryote celler har mindst en af disse primære eller ikke-bevægelige cilia.

    Hvis cilia eller cellerne der er forbundet med dem er defekte eller fraværende, kan manglen på deres specialiserede funktioner resultere i alvorlige sygdomme.

    For eksempel hjælper cili på nyreceller nyrefunktionen, og problemer med disse celler forårsager polycystisk nyresygdom. Primær cili i øjnene hjælper celler med at opdage lys, og defekter kan forårsage blindhed fra en sygdom kaldet retinitis pigmentosa. Andre cilier på lugtneuroner er ansvarlige for lugtesansen.

    Specialiserede funktioner som disse udføres af primær cilie i kroppen.
    Motil Cilia Brug bevægelse til forskellige formål

    Celler med bevægelig cilia kan bruge bevægelsesevnen for deres cilia på flere måder. Deres oprindelige formål var at hjælpe enkeltcelleorganismer med at bevæge sig, og de spiller stadig denne rolle i primitive livsformer som ciliater.

    Da multicellulære organismer udviklede sig, var celler med cilia ikke længere nødvendige for organismernes bevægelse og tog på andre opgaver.

    Cilial bevægelse har flere egenskaber, der hjælper med at gøre deres bevægelse nyttig. De slår typisk på en koordineret frem og tilbage måde på tværs af adskillige rækker cilia, hvilket udgør en effektiv transportmekanisme.

    De fleste celler involveret i transport har et stort antal cilia på en af deres overflader, hvilket gør hurtig transport af betydelige mængder. Selvom de ikke bevæger cellerne direkte, kan de hjælpe med bevægelse af andre stoffer.

    Typiske eksempler er:

  • Åndedrætsorganer: Celler med op til 200 cilia liniedele af luftvejene system såsom luftrøret. Deres koordinerede bølgebevægelse transporterer slim ud af luftvejene og bringer eventuelle partikler eller snavs med det.
  • Fallopian tubes: At slå cilia i æggene i æggelederne fremdriver ovum og ned røret ind i livmoderen, hvor det fastgøres og vokser. Hvis flimmerhinden er defekt, kommer æg ikke ind i livmoderen, og en ektopisk graviditet kan resultere.
  • Mellemøret: Cilierede celler på epitel 3 i midten ørehjælp med høreudvikling. Defekter i disse bevægelige cilia kan resultere i en sygdom kaldet otitis media
    og kan føre til høretab.

    Motile cilia findes på epitel i mange dele af kroppen, og selvom deres funktion undertiden ikke er godt forstået, påtager de sig kritiske roller i organismeudvikling og celleprocesser.

    Deres komplekse struktur, den komplicerede indre glidemekanisme og deres koordinerede bevægelse viser, at bevægelse er en vanskelig biologisk funktion at realisere, og en opdeling i deres operation resulterer ofte i sygdom for organismen.

    Relateret cellebiologisk indhold:


  • Cellecyklus
  • Signaltransduktion
  • Celledeling
  • Epitelceller