CILIA: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФУНКЦІЇ ТА ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Ці вії короткі ниткоподібні виступи , присутні на поверхні плазматичної мембрани багатьох типів клітин. Ці структури здатні до вібраційних рухів, які служать для клітинного руху і для створення струмів у позаклітинному середовищі.

Багато клітин вистелено віями довжиною приблизно 10 мкм. В цілому війки рухаються досить узгодженим рухом «назад-вперед». Таким чином клітина просувається через рідину або рідина рухається по поверхні самої клітини.

Джерело: Відповідно: Picturepest, Анатолій Михальцов, Бернд Лабер, Второзаконне, Flupke59

Ці тривалі структури в мембрані складаються в основному мікротрубочками і відповідають за рух різних типів клітин еукаріотичних організмів.

Вії характерні для групи війкових найпростіших. Зазвичай вони присутні в евметазої (за винятком нематод і членистоногих), де вони, як правило, розташовані в епітеліальних тканинах, утворюючи війчасті епітелії.

характеристики

Еукаріотичні вії та джгутики - це дуже схожі структури, діаметр яких приблизно 0,25 мкм. Структурно вони схожі на джгутики, однак у тих клітинах, які їх представляють, вони набагато численніші ніж джгутики, що мають ворсинки на поверхні клітин.

Віялка спочатку рухається вниз, а потім поступово випрямляється, створюючи враження веслуючого руху.

Вії рухаються таким чином, що кожен трохи не в ритмі з найближчим сусідом (метахронний ритм), виробляючи постійний потік рідини по поверхні клітини. Ця координація суто фізична.

Іноді до базових тіл приєднується складна система мікротрубочок і волокон, але не доведено, що вони відіграють координуючу роль у циліарному русі.

Багато війок, схоже, не функціонують як рухливі структури і їх називають первинними віями. Більшість тканин тварин мають первинні війки, включаючи клітини яйцепроводів, нейрони, хрящі, ектодерму кінцівок, що розвиваються, клітини печінки, сечовивідні протоки.

Хоча останні не є рухливими, було помічено, що циліарна мембрана мала численні рецептори та іонні канали з сенсорною функцією.

Цілісні організми

Вії - важливий таксономічний характер для класифікації найпростіших. Ті організми, основний механізм яких рухається за допомогою війок, належать до "інфузорій чи інфузорій" (Phylum Ciliophora = які переносять чи наявні вії).

Ці організми отримали таку назву через те, що поверхня клітин вистелена віями, які б'ються в контрольованому ритмічному порядку. У межах цієї групи розташування війок дуже різниться, і навіть у деяких організмів не вистачає війок у дорослої людини, присутні на ранніх стадіях життєвого циклу.

Чайові зазвичай є найбільшими найпростішими з довжиною від 10 мкм до 3 мм, вони також є найбільш структурно складними з широким спектром спеціалізацій. Вії зазвичай розташовані в поздовжньому і поперечному рядах.

У всіх інфраструктур, схоже, є споріднені системи, навіть ті, у яких в певний момент відсутні війки. Багато з цих організмів є вільноживучими, інші - спеціалізованими симбіонтами.

Будова

Вії виростають із базальних тіл, тісно пов’язаних із центріолами. Базальні тіла мають таку саму будову, як і центріоли, вбудовані в центросоми.

Базальні тіла відіграють чітку роль в організації мікротрубочок аксонеми, яка являє собою фундаментальну структуру війок, а також прикріплення війок до клітинної поверхні.

Аксонема складається з набору мікротрубочок і пов'язаних з ними білків. Ці мікротрубочки розташовані та модифіковані за такою цікавою схемою, що це було одним із найдивовижніших відкриттів електронної мікроскопії.

Загалом мікротрубочки розташовані за характерним малюнком "9 + 2", в якому центральна пара мікротрубочок оточена 9 зовнішніми дублетами мікротрубочок. Ця конформація 9 + 2 характерна для всіх форм війок від найпростіших до тих, що зустрічаються у людини.

Мікротрубочки простягаються безперервно по довжині аксонеми, яка зазвичай становить приблизно 10 мкм, але в деяких клітинах може бути до 200 мкм. Кожна з цих мікротрубочок має полярність, мінус (-) кінці прикріплені до "базального тіла або кінетосоми".

Характеристики мікротрубочок

Мікротрубочки аксонеми пов'язані з численними білками, які виступають у регулярних положеннях. Деякі з них працюють як поперечні зв’язки, які містять пучки мікротрубочок разом, а інші генерують силу для створення одного і того ж руху.

Центральна пара мікротрубочок (індивідуальна) завершена. Однак дві мікротрубочки, що складають кожну із зовнішніх пар, структурно відрізняються. Одна з них називається трубочкою «А» - це повна мікротрубка, що складається з 13 протофіламентів, інша неповна (трубочка В) складається з 11 протофіламентів, прикріплених до трубочки А.

Ці дев'ять пар зовнішніх мікротрубочок з'єднані між собою та центральною парою радіальними містками білка "нексин". До кожної трубочки «А» прикріплені дві ручки динеїну, з руховою активністю цих циліарних аксонемічних динеїнів, що відповідають за биття ресничок та інших структур з такою ж конформацією, як джгутики.

Рух війок

Вії переміщуються шляхом згинання аксонеми, яка являє собою складний пучок мікротрубочок. Скупчення війок рухаються односпрямованими хвилями. Кожна ресниця рухається як батіг, ресниця повністю розгинається з наступною фазою відновлення з вихідного положення.

Рухи війок в основному виробляються ковзанням зовнішніх дублетів мікротрубочок відносно один одного, що рухаються руховою активністю аксонемічного динеїну. Основа динеїну зв’язується з мікротрубочками А, а головні групи зв’язуються з сусідніми В-канальцями.

Завдяки нексину в мостах, що з'єднуються із зовнішніми мікротрубочками аксонеми, ковзання одного дублета по іншому змушує їх згинатися. Останнє відповідає основі руху війок, процесу, про який ще мало відомо.

Згодом мікротрубочки повертаються у вихідне положення, змушуючи реснички відновити стан спокою. Цей процес дозволяє війці вигинатися і виробляти ефект, який разом з іншими віями на поверхні надає рухливості клітині або навколишньому середовищу.

Енергія для циліарного руху

Як і цитоплазматичний динеїн, циліарний динеїн має моторний домен, який гідролізує АТФ (активність АТФази) для переміщення по мікротрубочці до мінусового кінця, і зарядну область хвоста, яка в цьому корпус - суміжний мікротрубочок.

Вії пересуваються майже постійно, і тому потребують великого запасу енергії у вигляді АТФ. Ця енергія генерується великою кількістю мітохондрій, які в нормі рясніють біля прикореневих тіл, звідки і виникають реснички.

Особливості

Рух

Основна функція війок полягає в переміщенні рідини по поверхні клітини або просуванні окремих клітин через рідину.

Циліарний рух життєво важливий для багатьох видів у таких функціях, як обробка їжі, розмноження, виділення та осморегуляція (наприклад, у вогненебезпечних клітинах) та переміщення рідини та слизу по поверхні клітинних шарів. епітеліальний.

Вії в деяких найпростіших, таких як Парамецій, відповідають як за рухливість організму, так і за переміщення організмів або частинок в ротову порожнину для їжі.

Дихання та годування

У багатоклітинних тварин вони функціонують при диханні та харчуванні, переносячи дихальні гази та частинки їжі над водою на поверхню клітин, як, наприклад, у молюсків, живлення яких здійснюється фільтрацією.

У ссавців дихальні шляхи вистелені клітинами волосся, які виштовхують слиз, що містить пил і бактерії, в горло.

Вії також допомагають підмітати яйця вздовж яйцепроводу, а споріднена структура - джгутик - просуває сперму. Ці структури особливо помітні в маткових трубах, де вони переміщують яйцеклітину в порожнину матки.

Волосяні клітини, що вирівнюють дихальні шляхи, очищають його від слизу та пилу. У епітеліальних клітинах, які виводять дихальні шляхи людини, велика кількість війок (109 / см2 і більше) прокачують шари слизу, разом із захопленими пиловими частинками та мертвими клітинами, у рот, де їх проковтують та усувають.

Структурні порушення війок

У людини деякі спадкові дефекти циліарного динеїну викликають так званий синдром Картенегера або синдром нерухомої реснички. Цей синдром характеризується чоловічої стерильністю через нерухомість сперми.

Крім того, люди з цим синдромом мають високу сприйнятливість до легеневих інфекцій через параліч війок в дихальних шляхах, які не в змозі очистити пил і бактерії, які в них поселяються.

З іншого боку, цей синдром викликає дефекти визначення ліво-правої осі тіла під час раннього ембріонального розвитку. Останнє було виявлено нещодавно і пов'язане з бічністю та розташуванням певних органів в організмі.

Інші умови такого типу можуть виникнути через споживання героїну під час вагітності. У новонароджених можуть виникати тривалі респіраторні розлади новонароджених через ультраструктурну зміну аксонеми війок в дихальному епітелії.

Список літератури

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Основна клітинна біологія. Нью-Йорк: Гарленд Наука. 2-е видання.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Молекулярна біологія клітини. Гарленд Наук, Тейлор і Френсіс Груп.
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Біологія: наука та природа. Пірсон освіта.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Клітина. (с. 397-402). Марбан.
5. Hickman, C. P, Робертс, Л.С., Кін, SL, Ларсон, А., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Комплексні принципи зоології. Нью-Йорк: McGraw-Hill. 14- ^е видання.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Клітинна та молекулярна біологія. Мексика. Редакційна Пірсон освіта.
7. Сьєрра, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG & Cardelús, RB (2001). Асоціація між вживанням героїну під час вагітності та структурними порушеннями респіраторних війок у неонатальний період. Аннали педіатрії, 55 (4) : 335-338).
8. Stevens, A., & Lowe, JS (1998). Гістологія людини. Harcourt Brace.
9. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Гістологія. Panamerican Medical Ed.