CILIA: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, PAG-ANDAR AT HALIMBAWA - BIOLOGY - 2025

Ang cilia ay mga maikling filamentary projection na naroroon sa mga ibabaw ng plasma lamad ng maraming uri ng cell. Ang mga istrukturang ito ay may kakayahang mga paggalaw ng vibratory na nagsisilbi para sa cellular na lokomisyon at para sa paglikha ng mga alon sa kalangitan ng extracellular.

Maraming mga cell ang nakalinya ng cilia na may haba na humigit-kumulang na 10 .m. Sa pangkalahatan, ang cilia ay lumipat sa isang medyo coordinated back-to-front na paggalaw. Sa ganitong paraan, ang cell ay naglalakbay sa likido o ang likido ay naglalakbay sa ibabaw ng cell mismo.

Pinagmulan: Magalang: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59

Ang mga matagal na istrukturang ito sa lamad ay itinatag pangunahin ng mga microtubule at may pananagutan sa paggalaw sa iba't ibang uri ng mga cell sa eukaryotic organismo.

Ang Cilia ay katangian ng pangkat ng ciliated protozoa. Karaniwan silang naroroon sa eumetazoa (maliban sa mga nematode at arthropod), kung saan sa pangkalahatan sila ay matatagpuan sa mga epithelial na tisyu, na bumubuo ng ciliated epithelia.

katangian

Ang eukaryotic cilia at flagella ay halos magkatulad na mga istruktura, ang bawat isa ay may diameter na humigit-kumulang na 0.25 µm. Sa istruktura na ito ay katulad ng flagella, gayunpaman sa mga cell na nagpapakita ng mga ito mas marami sila kaysa sa flagella, na mayroong isang hitsura ng villi sa cell ibabaw.

Ang cilium ay unang gumagalaw pababa at pagkatapos ay unti-unting naituwid, na nagbibigay ng impresyon ng isang paggalaw ng paggalaw.

Ang cilia ay lumipat sa paraang ang bawat isa ay bahagyang wala sa ritmo kasama ang pinakamalapit na kapitbahay (metachronous ritmo), na gumagawa ng isang palaging daloy ng likido sa ibabaw ng cell. Ang koordinasyong ito ay puro pisikal.

Minsan ang isang masalimuot na sistema ng mga microtubule at fibers ay sumali sa mga basal na katawan, ngunit hindi pa napatunayan na gumaganap sila ng isang coordinating papel sa kilusang ciliary.

Maraming mga cilia ang hindi lilitaw na gumana bilang mga mobile na istruktura at tinawag na pangunahing cilia. Karamihan sa mga tisyu ng hayop ay may pangunahing cilia kabilang ang mga selula sa oviducts, neuron, cartilage, ectoderm ng pagbuo ng mga paa't kamay, mga selula ng atay, mga duct ng ihi, at iba pa.

Kahit na ang huli ay hindi mobile, napansin na ang ciliary lamad ay maraming mga receptor at mga channel ng ion na may pandamdam na pag-andar.

Mga ciliated na organismo

Ang Cilia ay isang mahalagang character na taxonomic para sa pag-uuri ng protozoa. Ang mga organismo na ang pangunahing mekanismo ng lokomosyon ay sa pamamagitan ng cilia ay nabibilang sa "ciliates o ciliates" (Phylum Ciliophora = na nagdadala o nagtatanghal ng cilia).

Ang mga organismo na ito ay nakakakuha ng pangalang iyon dahil ang ibabaw ng cell ay may linya na may cilia na pinalo sa isang kinokontrol na ritmo. Sa loob ng pangkat na ito ang pag-aayos ng cilia ay nag-iiba nang malawak at kahit na ang ilang mga organismo ay kulang sa cilia sa may sapat na gulang, na naroroon sa mga unang yugto ng siklo ng buhay.

Ang mga ciliates ay karaniwang ang pinakamalaking protozoa na may haba na saklaw mula 10 µm hanggang 3 mm, at sila rin ang pinaka-istruktura na kumplikado na may malawak na hanay ng mga espesyalista. Ang Cilia ay karaniwang nakaayos sa paayon at nakahalang na mga hilera.

Ang lahat ng mga ciliates ay lilitaw na may mga sistema ng kin, kahit na ang mga kulang sa cilia sa ilang mga punto. Marami sa mga organismo na ito ay walang buhay at ang iba ay mga dalubhasang simbolo.

Istraktura

Ang Cilia ay lumalaki mula sa mga basal na katawan na malapit na nauugnay sa mga centriole. Ang mga basal na katawan ay may parehong istraktura tulad ng mga centriole na naka-embed sa mga centrosom.

Ang mga basal na katawan ay may malinaw na papel sa samahan ng mga microtubule ng axoneme, na kumakatawan sa pangunahing istruktura ng cilia, pati na rin ang pag-angkla ng cilia sa ibabaw ng cell.

Ang axoneme ay binubuo ng isang hanay ng mga microtubule at mga nauugnay na protina. Ang mga microtubule na ito ay inayos at binago sa tulad ng isang nakakaganyak na pattern na ito ay isa sa mga pinaka nakakagulat na paghahayag ng mikroskopya ng elektron.

Sa pangkalahatan, ang mga microtubule ay nakaayos sa isang katangian na pattern na "9 + 2" kung saan ang isang gitnang pares ng microtubule ay napapalibutan ng 9 mga panlabas na microtubule na doble. Ang pagbabagong ito sa 9 + 2 ay katangian ng lahat ng mga anyo ng cilia mula sa protozoa hanggang sa mga matatagpuan sa mga tao.

Ang mga Microtubule ay patuloy na nagpapatuloy sa kahabaan ng haba ng axoneme, na karaniwang halos 10 longm ang haba, ngunit maaaring hangga't 200 µm sa ilang mga cell. Ang bawat isa sa mga microtubule na ito ay may polarity, ang minus (-) nagtatapos na nakakabit sa "basal body o kinetosome".

Mga katangian ng Microtubule

Ang mga microtubule ng axoneme ay nauugnay sa maraming mga protina, na proyekto sa mga regular na posisyon. Ang ilan sa mga ito ay gumagana bilang mga link ng cross na naglalaman ng mga bundle ng microtubule at ang iba ay bumubuo ng lakas upang makabuo ng kilusan ng pareho.

Ang gitnang pares ng microtubule (indibidwal) ay kumpleto. Gayunpaman, ang dalawang microtubule na bumubuo sa bawat isa sa mga panlabas na pares ay naiiba sa istruktura. Ang isa sa kanila na tinatawag na tubule na "A" ay isang kumpletong microtubule na binubuo ng 13 protofilament, ang iba pang hindi kumpleto (tubule B) ay binubuo ng 11 protofilament na nakakabit sa tubule A.

Ang siyam na pares ng mga panlabas na microtubule ay konektado sa bawat isa at sa gitnang pares ng mga tulay ng radial na "nexin". Ang dalawang braso ng dynein ay nakakabit sa bawat "A" tubule, kasama ang aktibidad ng motor ng mga ciliary axonemic dyneins na responsable sa pagbugbog sa cilia at iba pang mga istraktura na may parehong pagsasaayos tulad ng flagella.

Ang paggalaw ng cilia

Ang Cilia ay inilipat sa pamamagitan ng pagbaluktot ng axoneme, na isang kumplikadong bundle ng microtubule. Ang mga kumpol ng cilia ay lumipat sa unidirectional waves. Ang bawat cilium ay gumagalaw tulad ng isang latigo, ang cilium ay ganap na pinahaba na sinusundan ng isang yugto ng pagbawi mula sa orihinal na posisyon nito.

Ang mga paggalaw ng cilia ay karaniwang ginawa ng pag-slide ng panlabas na microtubule doble na may kaugnayan sa bawat isa, na hinimok ng aktibidad ng motor ng axonemic dynein. Ang batayan ng dynein ay nagbubuklod sa A microtubule at ang mga pangkat ng ulo ay nagbubuklod sa katabing B tubule.

Dahil sa nexin sa mga tulay na sumali sa panlabas na microtubule ng axoneme, ang pag-slide ng isang doble sa isa pang puwersa na yumuko sila. Ang huli ay tumutugma sa batayan ng paggalaw ng cilia, isang proseso tungkol sa kung saan kaunti pa ang nalalaman.

Kasunod nito, ang mga microtubule ay bumalik sa kanilang orihinal na posisyon, na nagiging sanhi ng cilium na mabawi ang estado ng pahinga. Pinapayagan ng prosesong ito ang cilium na arko at makagawa ng epekto na, kasama ang iba pang mga cilia sa ibabaw, ay nagbibigay ng kadaliang kumilos sa cell o sa nakapaligid na kapaligiran.

Enerhiya para sa paggalaw ng ciliary

Tulad ng cytoplasmic dynein, ang ciliary dynein ay may isang domain ng motor, na hydrolyzes ang ATP (aktibidad ng ATPase) upang ilipat sa isang microtubule patungo sa dulo ng minus, at isang rehiyon na may singil sa buntot, na sa ito kaso ay isang magkakaibang microtubule.

Halos patuloy na lumipat ang Cilia, at sa gayon ay nangangailangan ng isang malaking supply ng enerhiya sa anyo ng ATP. Ang enerhiya na ito ay nabuo ng isang malaking bilang ng mitochondria na karaniwang dumami malapit sa mga basal na katawan, kung saan nagmula ang cilia.

Mga Tampok

Paggalaw

Ang pangunahing pag-andar ng cilia ay ang paglipat ng likido sa ibabaw ng cell o itulak ang mga indibidwal na selula sa pamamagitan ng isang likido.

Ang paggalaw ng ciliary ay mahalaga para sa maraming mga species sa mga pag-andar tulad ng paghawak ng pagkain, pag-aanak, pagpapalabas at osmoregulation (halimbawa, sa mga flamboyant cells) at ang paggalaw ng mga likido at uhog sa ibabaw ng mga layer ng cell. epithelial.

Ang cilia sa ilang protozoa tulad ng Paramecium ay may pananagutan sa parehong kadaliang mapakilos ng organismo at ng walisin ng mga organismo o mga partikulo patungo sa oral cavity para sa pagkain.

Humihinga at nagpapakain

Sa mga hayop na multicellular, gumagana sila sa paghinga at nutrisyon, nagdadala ng mga gas sa paghinga at mga partikulo ng pagkain sa ibabaw ng tubig sa ibabaw ng cell, tulad ng halimbawa sa mga mollusk na ang pagpapakain ay sa pamamagitan ng pagsala.

Sa mga mamalya ang mga daanan ng hangin ay may linya ng mga selula ng buhok na nagtutulak ng uhog na naglalaman ng alikabok at bakterya sa lalamunan.

Tumutulong din ang cilia na pawisan ang mga itlog sa kahabaan ng oviduct, at isang kaugnay na istraktura, ang flagellum, pinipilit ang tamud. Ang mga istrukturang ito ay partikular na maliwanag sa mga fallopian tubes kung saan inililipat nila ang itlog sa lukab ng may isang ina.

Ang mga cell ng buhok na pumila sa respiratory tract, na naglilinis nito ng uhog at alikabok. Sa mga epithelial cells na pumipila sa human respiratory tract, ang maraming bilang ng cilia (109 / cm2 o higit pa) ay nagwalis ng mga layer ng uhog, kasama ang mga nakulong na mga partikulo ng alikabok at mga patay na selula, sa bibig, kung saan nilamon at tinanggal.

Mga abnormalidad ng istruktura sa cilia

Sa mga tao, ang ilang mga minanang depekto ng ciliary dynein ay sanhi ng tinatawag na Karteneger syndrome o immobile cilia syndrome. Ang sindrom na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng male sterility dahil sa immobility ng sperm.

Bilang karagdagan, ang mga taong may sindrom na ito ay may mataas na pagkamaramdamin sa mga impeksyon sa baga dahil sa pagkalumpo ng cilia sa respiratory tract, na nabigo na linisin ang alikabok at bakterya na nakalagay sa kanila.

Sa kabilang banda, ang sindrom na ito ay nagdudulot ng mga depekto sa pagpapasiya ng kaliwa-kanan na axis ng katawan sa panahon ng maagang pag-unlad ng embryonic. Ang huli ay natuklasan kamakailan at nauugnay sa pag-uulat at lokasyon ng ilang mga organo sa katawan.

Ang iba pang mga kondisyon ng ganitong uri ay maaaring mangyari dahil sa pagkonsumo ng heroin sa panahon ng pagbubuntis. Ang mga bagong panganak ay maaaring naroroon na may matagal na paghihirap sa paghinga ng hininga dahil sa ultrastructural pagbabago ng axoneme ng cilia sa epithelia ng paghinga.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Mahalagang cell biology. New York: Garland Science. 2nd Edition.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Molekular na Biology ng Cell. Garland Science, Taylor at Francis Group.
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biology: agham at likas na katangian. Edukasyon sa Pearson.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Ang cell. (pp. 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I’Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Mga Pinagsamang Prinsipyo ng zoology. New York: McGraw-Hill. ^Ika- 14 na Edisyon.
6. Jiménez García, L. J& H. Merchand Larios. (2003). Cellular at molekular na biyolohiya. Mexico. Edukasyon sa Edukasyon ng Pearson.
7. Sierra, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG & Cardelús, RB (2001). Ang pakikisama sa pagitan ng paggamit ng heroin sa panahon ng pagbubuntis at mga istruktura na abnormalities ng cilia sa paghinga sa panahon ng neonatal. Mga Annals ng Pediatrics, 55 (4) : 335-338).
8. Stevens, A., & Lowe, JS (1998). Humanolohiya. Harcourt Brace.
9. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Kasaysayan. Panamerican Medical Ed.