Oversigt
Cilier og flageller er fine, whiplike/hairlike strukturer, der strækker sig fra kroppen af en række celler. Mens de varierer med hensyn til længde og antal i forskellige typer celler (såvel som bevægelsesmønstre), er cilia og flagella generelt identiske i struktur og sammensætning.,
Afhængigt af den type celler, cilier og flageller har følgende funktioner:
· Brændstof celler – ved Hjælp af cilia eller flageller, cellerne er i stand til at bevæge sig frit i deres miljø, specielt i vand eller fugtige omgivelser.,
· Sensoriske funktioner – Nogle af cilier og flageller tillade celler at fornemme ændringer i deres omgivelser, som igen giver mulighed celler til at reagere hensigtsmæssigt.
· Transport af materiale – Nogle celler er i stand til ikke kun at fælde, men også guide transport af givet materiale. Dette kan tjene til at opsluge sådant materiale ind i cellen eller forhindre uønsket materiale/partikler/mikroorganismer i at invadere cellen eller vævet.,
* flagellaen af prokaryoter har en anden struktur sammenlignet med eukaryote celler.
Cilia
med undtagelse af et flertal af højere planter og svampe kan cilia findes på overfladen af mange eukaryote celler. På disse celler strækker cilia sig fra basallegemet. Afhængig af typen af celler har cilia flere funktioner og er derfor opdelt i to hovedkategorier.,
* prokaryoter (bakterier) har ikke cilia.
Cilia Structure
Cilia er mikroskopiske, hårlignende strukturer, der projicerer fra overfladen af mange eukaryote celler. Ligesom andre organeller af eukaryote celler er cilia membranbundne strukturer, hvor deres membran er kontinuerlig med plasmamembranen. I modsætning til plasmamembranen i celler har ciliærmembranen vist sig at indeholde forskellige lipider og proteiner.,
Bevægelige Fimrehår
* Motile cilia blev identificeret i 1640’erne af van Leeuwenhoek hvilket gør dem til de tidligste kendte cellens organeller.
Motile cilia (9+2) kan findes i både højere dyr og enkeltcellede eukaryoter. I mikroskopiske organismer (kendt som ciliater) motile cilier anvendes til bevægelse eller til at flytte væske over deres overflade, som bidrager til fodring proces.,
I højerestående dyr, som menneskelige væsener, bevægelige cilier kan findes i en række væv (fx åndedræts-epitel og æggeledere), hvor de enten er involveret i rydning af eller flytning af stoffer.
i åndedrætssystemet fælder og fjerner cilia snavs (såvel som slimhinde) fra lungerne og andre dele af dette system. I æggelederen tjener cilia på den anden side til at flytte ægget til livmoderen.,
på celleoverfladen er motile cilia til stede i stort antal, hvor de slår på en koordineret bølgelignende måde for at udføre deres funktioner effektivt.,
Some examples of ciliates include:
- Suctoria
- Tintinnids
- Intramacronucleata
- Heterotrich
- Paramecium
With regards to structure, motile cilia are characterized by a radial pattern consisting of nine (9) outer microtubule doublets that surround two singlet microtubules.,
her henviser 9+2-mønsteret til de ni dobbeltmikrotubuli, der omgiver de to mikrotubuli, der er centralt placeret. Ringen af microtubule stilladser, i dette tilfælde, er kendt som A .oneme.
ud over mikrotubuli, som er hovedkomponenterne i strukturen, er motile cilia også sammensat af dyneinarme og radiale eger, der bidrager til strukturens overordnede bevægelighed.
* a axonemet (bundtet af mikrotubuli, der måler omkring 0.,25um i diameter) er omgivet af plasmamembranen, og hele strukturen (cilia) kan identificeres under mikroskopet.
ved sin base (hvor den fastgøres til cellen) er a .onemet fastgjort til cylindriske strukturer kendt som basale legemer. De basale legemer måler omkring 0,4 um i længden og 0,2 um i bredden og består af A-tubuli (ni (9) tripletmikrotubuli bestående af protofilamentmikrotubuli), en ufuldstændig B-tubule samt en ufuldstændig C-tubule., Bortset fra forankring af cilia i cytoplasmaet spiller basale legemer også en vigtig rolle i samlingen af disse strukturer.
* ifølge undersøgelser er basale legemer enten produkterne af centrioler eller genereres i stort antal før cilia dannelse.
* Selv når den omgivende plasma-membran er blevet fjernet, tilsætning af ATP giver axoneme fortsætter med at fungere som bevis for, at den arbejder mekanisme af den struktur, der er bosat i axoneme.,
Slå Mekanisme af Cilia
Som det er tilfældet med muskel sammentrækning, det bankende/arbejder mekanisme af cilia (axoneme i særdeleshed) har vist sig at være resultatet af glidende protein fibre. Selvom mekanismen i sin helhed endnu ikke er fuldt ud forstået, har undersøgelser vist, at dyneins, der fungerer som molekylmotorer, spiller en vigtig rolle i kraftoverførsel af ciliary beat.,
en af de modeller, der er blevet brugt til at beskrive bøjningen og dermed funktionen af motile cilia, er s .itchmodelhypotesen.
Ifølge for at skifte model, hver side af en buet cilia består af dyneins i en given tilstand af kraft generation cyklus, som bidrager til asymmetri og ændre sig med ændringer i krumning.
her glider dyneinerne på en mikrotubule (i kraftgenerationscyklustilstanden) forbi hinanden, mens de på den anden side ikke gør det., Dette resulterer i bøjning af A .oneme, mens omskiftningen af dette system får strukturen til at bøje sig til den anden side.
i sidste ende får gentagelsen af denne mekanisme motile cilia til at slå og dermed udføre deres funktion.
* fastgørelsen og frigivelsen af dyneinarme til tilstødende dublet skyldes binding eller hydrolyse af ATP.,
den Primære Cilier (Ikke-Bevægelige Cilier)
Som i forhold til bevægelige fimrehår, primære cilier (9+0) projektet som indre strukturer fra celle organer. De findes i stort set alle celler i alle pattedyr. De er primært involveret i sensoriske funktioner og tillader således givne kropsvæv/organer at reagere korrekt.
ligesom motile cilia består primær cilia af ni doublet mikrotubuli, der udgør a .onemet. Disse mikrotubuli stammer fra det basale legeme, der også giver stabilitet.,
i modsætning til motile cilia har primære cilia imidlertid ikke dyneinarme og de centrale singlet-mikrotubuli (centrale par-mikrotubuli). Dette skyldes det faktum, at primære cilia ikke er motile og dermed ikke har brug for elementer, der er nødvendige for bevægelighed.
* oprindeligt blev primær cilia antaget at være vestigiale organeller, der ikke tjente noget formål.
Dannelse af Primære Cilier
Primære cilier formation begynder, når en celle kommer ind i G0-fasen af cellecyklus., Her fastgøres modercentriolen af centrosomet først til vesiklen efterfulgt af væksten af A .onemet fra overfladen af centriolen. A .onemale mikrotubuli begynder også at polymerisere ved den voksende spids, hvor lasten leveres gennem intraflagellær transport.
dette tovejs transportsystem gør det muligt at transportere proteiner til mikrotubuli under dets udvikling. Mens vesiklen i sidste ende e .ocytoseres, udsættes den primære cilia på overfladen af cellen og fortsætter med at udvikle sig, indtil den når modenhed., Imidlertid er intraflagellær transport (IFT) stadig nødvendig til vedligeholdelse af primære cilia.
* primær cilia har vist sig at justere i en enkelt retning, som igen påvirker cellernes orientering.
funktioner af primær Cilia
primær cilia spiller en vigtig rolle i cellesignalering under udvikling og homeostase., Da primær cilia (5-10um i længden) udsættes for det ekstracellulære miljø, er de modtagelige for forskellige stimuli, der bidrager til deres rolle i signalering.
ud over at detektere forskellige kemiske faktorer, morfogener og vækstfaktorer i den ekstracellulære Matri.registrerer primær cilia også ændringer i tryk og væskebevægelse over celleoverfladen.,
for eksempel på grund af strømmen af urin i nyretubuli påvirkes primær cilia til at bøje, hvilket igen resulterer i tilstrømning af calciumioner gennem passende calciumkanaler.
bortset fra pindsvin-veje er signnt-signalveje en af de bedst dokumenterede veje med hensyn til ciliær signalering. I det væsentlige er signnt-signalvejen vigtig, fordi den er involveret i en række processer, herunder cellepolaritet, cellemigration samt neurale mønstre blandt andre.,
det forekommer i to hovedveje, herunder den kanoniske pathwaynt-vej og den ikke-kanoniske .nt-vej.
mens aktiveringen af den kanoniske pathwaynt-vej bidrager til genekspression, resulterer aktiveringen af den ikke-kanoniske .nt-vej i nedbrydning af B-catenin. Her tillader bindingen af forskellige lignt-ligander til receptorer placeret på primær cilia canonical signnt-signalering at skifte til ikke-kanonisk signalering og vice versa.,
den primære cilias rolle er også tydelig i en række andre signalveje, der giver mulighed for passende svar. Defekter i cilia-funktioner har på den anden side været forbundet med forskellige udviklingsmæssige og degenerative sygdomme.,th the following disease and disease syndromes:
- Primary cilia dyskinesia
- Alstrom syndrome
- Meckel-Gruber syndrome
- Nephronophthisis
- Respiratory infections
- Anosmia
- Male infertility
Flagella
A flagellum (plural: Flagella) may be described as a filamentous organelle that is primarily used for locomotion., Ligesom cilia (findes i eukaryote celler) stikker flagella også ud af cellens krop, som giver dem mulighed for at udføre deres funktioner effektivt. Men de er længere i længden, måling mellem 5 og 20um.
celler, der besidder denne struktur, kaldes flagellater og inkluderer både eukaryote og prokaryote celler. For eksempel, bortset fra et flertal af bakterier, der bruger flageller for bevægelse, struktur, kan også findes på disse encellede organismer, som euglena og protozoer arter som Trypanosoma evansi., Flagella, også lagella kan findes på gameter af forskellige organismer, herunder slimforme, svampe og dyr.
Fimrehår Struktur
Mens flageller, kan findes i både eukaryote og prokaryote celler (og tjener samme formål) der er forskellige forskelle med hensyn til deres strukturer og sammensætning, samt den mekanisme, hvormed de fungerer mellem de to typer af celler.,
flagellaen, der findes i prokaryote celler, består af et kugleformet protein kendt som flagellin. Her ombrydes proteinet på en spiralformet måde, der danner en hul cylinder langs strukturens længde. Dette protein er fraværende i eukaryotisk flagellum, hvor det erstattes af proteinfilamenter kendt som mikrotubuli.,otisk flageller har en tendens til at blive mindre og mindre komplekse i forhold til eukaryote flageller
Bortset fra længden, struktur (og sammensætning) af eukaryote flageller er magen til cilia, der findes i mange eukaryoter (beskrevet ovenfor)., Dette afsnit vil derfor fokusere på strukturen af flagella, der findes i prokaryote celler.,
bakteriel flagellum består af tre hoveddele, der inkluderer:
- Basal struktur (roterende motor)
- hook (fungerer som universalleddet)
- filament (den spiralformede propel)
basallegemet – i bakterier/prokaryoter er basallegemet en stang, der består af flere ringe, der er placeret i cellemembranen., I Gram-negative bakterier indbefatter ringene L-ringen, der er placeret i den ydre membran af lipid-dobbeltlaget og P-ringen, som er placeret i peptidoglycan-laget.,
basal kroppen er generelt opdelt i flere dele, som er:
- Protein ringe (C ring, MS-ring, P-ring, og L ring)
- Stang
- Ærmet
* Protein-ringe tjene som proton-pumper, som er involveret i bevægelsen af hydrogen-ioner over membranen. Det er denne bevægelse af ioner over membranen, der i sidste ende roterer ringene og dermed flagellumet.,
* basallegemet, såvel som krogen, tjener også til at forankre filamentet af strukturen til overfladen af cellen.
Krogen
, der Består af 120 underenheder af et enkelt protein, krogen (som er kort og krumt) fungerer som universal joint at forbinder glødetråden til basal kroppen.
i modsætning til basallegemet er krogen ikke indlejret i plasmamembranen., Det spiller imidlertid en afgørende rolle i bakteriens bevægelighed og ta .ier gennem transmission af motormoment til filamentet (propeller) del af strukturen.
det er sammensat af 4 hoveddomæner, der er arrangeret på indersiden og ydersiden af strukturen, hvis natur tillader den direkte forbindelse mellem krogen og stangen.
* krydset mellem krog og glødetråden består af to proteiner (FlgK og FlgL), som har vist sig at bidrage til dannelsen af glødetråden del af strukturen.,
filamentet
filamentet er den aflange del af flagellaen. Det er rørformet og består af 11 protofilamenter, der ligner dem, der findes i stang og krog dele af strukturen.
flagellinen, som er hovedkomponenten i filamentet, består også af fire domæner, der danner den indre og ydre del af strukturen. Den retning, som filamentet roterer, afhænger af, at motoren roterer (med eller mod uret).,
mens flagella fundet i sådanne organismer som bakterier, archaea og forskellige eukaryote celler anvendes til svømning gennem væske såvel som sværmende; de har også vist sig at tjene en række andre vigtige funktioner. For eksempel har strukturen i eukaryote celler vist sig at spille en rolle i øget produktion.
I både bakterier og eukaryote celler, nogle flageller har vist sig at have sensoriske funktioner, der giver cellerne til at registrere ændringer i deres omgivelser og reagere effektivt., I nogle grønne alger har undersøgelser antydet, at flagella kan fungere som sekretoriske organeller.
* Organismer, der kan klassificeres baseret på antallet af flageller på deres overflade., poles
Return to Ciliates
Return to Prokaryotic Cells
Return to Eukaryotic Cells
Return from Cilia and Flagellum to MicroscopeMaster home
Brent W., Bisgrove og H. Joseph Yost. (2006). Rolle cilier i udviklingsforstyrrelser og sygdom. Selskabet med biologer.
Hiroyuki Terashima, Seiji Kojima, og Michio Homma. (2008). Flagellar Motilitet i Bakterier:
Struktur og Funktion af Flagellar-Motor. International Revie.of Cell and Molecular Biology, Bind 270.
Takashi Ishikawa. (2017). Aononeme struktur fra Motile Cilia.
Stephen M. King. (2018). Drejning dyneins off bøjninger cilia.,
Yuko Komiya and Raymond Habas. (2008). Wnt signal transduction pathways. ncbi.
Links
Skriv et svar