visión general
los cilios y flagelos son estructuras finas, como un latiguillo/pelo que se extienden desde el cuerpo de una variedad de células. Si bien varían en términos de longitud y número en diferentes tipos de células (así como patrones de movimiento), los cilios y flagelos son generalmente idénticos en estructura y composición.,
dependiendo del tipo de células, cilios y flagelos tienen las siguientes funciones:
· células propulsoras – utilizando cilios o flagelos, las células son capaces de moverse libremente en su entorno, especialmente en ambientes acuáticos o húmedos.,
· funciones sensoriales: algunos cilios y flagelos permiten que las células detecten cambios en su entorno, lo que a su vez permite que las células respondan adecuadamente.
· transporte de material: algunas células pueden no solo atrapar, sino también guiar el transporte de material dado. Esto puede servir para envolver dicho material en la célula o evitar que el material/partículas/microorganismos no deseados invadan la célula o el tejido.,
* los flagelos de procariotas tienen una estructura diferente en comparación con los de las células eucariotas.
Cilios
Con la excepción de la mayoría de las plantas y los hongos, los cilios se puede encontrar en la superficie de muchas células eucariotas. En estas células, los cilios se extienden desde el cuerpo basal. Dependiendo del tipo de células, los cilios tienen varias funciones y, por lo tanto, se dividen en dos categorías principales.,
* los procariotas (bacterias) no tienen cilios.
estructura de los cilios
los cilios son estructuras microscópicas similares a pelos que se proyectan desde la superficie de muchas células eucariotas. Al igual que otros orgánulos de células eucariotas, los cilios son estructuras unidas a la membrana con su membrana siendo continua con la membrana plasmática. Sin embargo, a diferencia de la membrana plasmática de las células, se ha demostrado que la membrana ciliar contiene distintos lípidos y proteínas.,
Cilios Móviles
* Los cilios móviles fueron identificados en la década de 1640 por van Leeuwenhoek hacer de ellos el más antiguo conocido en los orgánulos de la célula.
los cilios móviles (9+2) se pueden encontrar tanto en animales superiores como en eucariotas unicelulares. En organismos microscópicos (conocidos como cilios) los cilios móviles se utilizan para la locomoción o para mover fluido sobre su superficie que contribuye al proceso de alimentación.,
en animales superiores, como los seres humanos, los cilios móviles se pueden encontrar en una serie de tejidos (por ejemplo, el epitelio respiratorio y las trompas de Falopio) donde están involucrados en la eliminación o el movimiento de sustancias.
en el sistema respiratorio, los cilios atrapan y eliminan la suciedad (así como la mucosa) de los pulmones y otras partes de este sistema. En la trompa de Falopio, por otro lado, los cilios sirven para mover el óvulo al útero.,
en la superficie celular, los cilios móviles están presentes en grandes números donde laten en una forma de onda coordinada para realizar sus funciones de manera efectiva.,
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.,
aquí, entonces, el patrón 9 + 2 se refiere a los nueve microtúbulos doblete que rodean a los dos microtúbulos que están ubicados en el centro. El anillo de andamiaje de microtúbulos, en este caso, se conoce como el axonema.
además de los microtúbulos, que son los principales componentes de la estructura, los cilios móviles también están compuestos de brazos de dineína y radios radiales que contribuyen a la motilidad general de la estructura.
* el axonema (el haz de microtúbulos que mide aproximadamente 0.,25um de diámetro) está rodeado por la membrana plasmática y toda la estructura (cilios) se puede identificar bajo el microscopio.
en su base (donde se une a la célula), el axonema está unido a estructuras cilíndricas conocidas como cuerpos basales. Los cuerpos basales miden aproximadamente 0.4 um de longitud y 0.2 um de ancho y están formados por el túbulo A (nueve (9) microtúbulos tripletes que consisten en microtúbulos de protofilamento), un túbulo B incompleto y un túbulo C incompleto., Además de anclar los cilios en el citoplasma, los cuerpos basales también juegan un papel importante en el ensamblaje de estas estructuras.
* según los estudios, los cuerpos basales son productos de centriolos o se generan en grandes cantidades antes de la formación de cilios.
* incluso cuando se ha eliminado la membrana plasmática circundante, la adición de ATP permite que el axonema continúe funcionando, lo que es evidencia de que el mecanismo de trabajo de la estructura reside en el axonema.,
mecanismo de batido de los cilios
al igual que en el caso de la contracción muscular, se ha demostrado que el mecanismo de batido/trabajo de los cilios (axonema en particular) es el resultado del deslizamiento de filamentos proteicos. Aunque el mecanismo, en su totalidad, aún no se ha entendido completamente, los estudios han demostrado que las dineínas, que actúan como motores moleculares, juegan un papel importante en la alimentación del ritmo ciliar.,
uno de los modelos que se han utilizado para describir la flexión y, por lo tanto, el funcionamiento de los cilios móviles es la hipótesis del modelo switch.
de acuerdo con el modelo de conmutación, cada lado de un cilio curvado consiste en dineínas en un estado dado de ciclo de generación de fuerza que contribuye a la asimetría y cambio con alteraciones en la curvatura.
aquí, según los estudios, las dineínas en un microtúbulo (en el estado del ciclo de generación de fuerza) se deslizan entre sí mientras que las del otro lado no., Esto resulta en la flexión del axonema, mientras que el cambio de este sistema hace que la estructura se doble hacia el otro lado.
en última instancia, la repetición de este mecanismo hace que los cilios móviles latan y realicen su función.
* la Unión y liberación de los brazos de dineína al doblete adyacente es causada por la Unión o hidrólisis de ATP.,
cilios primarios (cilios no móviles)
en comparación con los cilios móviles, los cilios primarios (9+0) se proyectan como estructuras individuales de cuerpos celulares. Se encuentran en prácticamente todas las células de todos los mamíferos. Están involucrados principalmente en las funciones sensoriales y, por lo tanto, permiten que determinados tejidos/órganos del cuerpo respondan adecuadamente.
al igual que los cilios móviles, los cilios primarios consisten en nueve microtúbulos dobletes que componen el axonema. Estos microtúbulos se originan en el cuerpo basal que también proporciona estabilidad.,
a diferencia de los cilios móviles, sin embargo, los cilios primarios no poseen brazos de dineína y los microtúbulos singletes centrales (microtúbulos del par central). Esto se debe al hecho de que los cilios primarios no son móviles y, por lo tanto, no necesitan elementos necesarios para la motilidad.
* inicialmente, se pensaba que los cilios primarios eran orgánulos vestigiales que no servían para nada.
la Formación de los Cilios Primarios
formación de cilios Primarios comienza cuando una célula entra en la fase G0 del ciclo celular., Aquí, el centriolo madre del centrosoma primero se une a la vesícula seguido por el crecimiento del axonema desde la superficie del centriolo. Los microtúbulos axonemales también comienzan a polimerizarse en la punta de crecimiento donde la carga se entrega a través del transporte intraflagelar.
este sistema de transporte bidireccional permite que las proteínas sean transportadas a los microtúbulos durante su desarrollo. Mientras que la vesícula es finalmente exocitosada, los cilios primarios se exponen en la superficie de la célula y continúan desarrollándose hasta que alcanza la madurez., Sin embargo, el transporte intraflagelar (IFT) sigue siendo necesario para el mantenimiento de los cilios primarios.
* se ha demostrado que los cilios primarios se alinean en una sola dirección que a su vez influye en la orientación de las células.
las funciones de los cilios primarios
los cilios primarios juegan un papel importante en la señalización celular durante el desarrollo y la homeostasis., Dado que los cilios primarios (5-10um de longitud) están expuestos al ambiente extracelular, son susceptibles a diversos estímulos que contribuyen a su papel en la señalización.
además de detectar varios factores químicos, morfógenos y factores de crecimiento en la matriz extracelular, los cilios primarios también detectan cambios en la presión y el movimiento de fluidos a través de la superficie celular.,
por ejemplo, debido al flujo de orina en los túbulos renales, los cilios primarios son influenciados para doblarse, lo que a su vez resulta en la afluencia de iones de calcio a través de los canales de calcio apropiados.
aparte de las vías erizo, las vías de señalización Wnt es una de las vías mejor documentadas con respecto a la señalización ciliar. Esencialmente, la vía de señalización Wnt es importante porque está involucrada en una serie de procesos que incluyen la polaridad celular, la migración celular y el patrón neuronal, entre otros.,
se produce en dos caminos principales, incluyendo el camino canónico Wnt y el camino no canónico Wnt.
mientras que la activación de la vía canónica Wnt contribuye a la expresión génica, la activación de la vía no canónica Wnt resulta en la degradación de la b-catenina. Aquí, la Unión de varios ligandos de Wnt a receptores ubicados en cilios primarios permite que la señalización canónica de Wnt cambie a la señalización no canónica y viceversa.,
el papel de los cilios primarios también es evidente en una serie de otras vías de señalización que permiten respuestas apropiadas. Los defectos en las funciones de los cilios, por otro lado, se han asociado con varias enfermedades del desarrollo y degenerativas.,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., Al igual que los cilios (que se encuentran en las células eucariotas), los flagelos también sobresalen del cuerpo de la célula, lo que les permite realizar sus funciones de manera efectiva. Sin embargo, son más largos en longitud, midiendo entre 5 y 20um.
las células que poseen esta estructura se conocen como flagelados e incluyen células eucariotas y procariotas. Por ejemplo, aparte de la mayoría de las bacterias que usan flagelos para locomoción, la estructura también se puede encontrar en organismos unicelulares como euglena y especies de protozoos como Trypanosoma evansi., Flagelos, también, lagella se puede encontrar en gametos de varios organismos, incluyendo mohos de limo, hongos y animales.
estructura del flagelo
mientras que los flagelos se pueden encontrar tanto en células eucariotas como procariotas (y sirven para el mismo propósito), hay varias diferencias con en cuanto a sus estructuras/composición, así como el mecanismo por el cual funcionan entre los dos tipos de células.,
los flagelos que se encuentran en las células procariotas consisten en una proteína globular conocida como flagelina. Aquí, la proteína se envuelve alrededor de una manera helicoidal formando un cilindro hueco a lo largo de la longitud de la estructura. Esta proteína está ausente en el flagelo eucariótico donde es reemplazada por filamentos proteicos conocidos como microtúbulos.,los flagelos oticos tienden a ser más pequeños y menos complejos en comparación con los flagelos eucariotas
aparte de la longitud, la estructura (y composición) de los flagelos eucarióticos son similares a los cilios que se encuentran en muchos eucariotas (descritos anteriormente)., Esta sección, por lo tanto, se centrará en la estructura de los flagelos que se encuentran en las células procariotas.,
flagelo Bacteriano está compuesto de tres partes principales que son:
- Basal de la estructura (motor Rotativo)
- Gancho (actúa como junta universal)
- Filamento (la hélice helicoidal)
Basal del cuerpo – En bacterias/procariotas, el cuerpo basal es una varilla que se compone de varios anillos que se encuentran dentro de la membrana celular., En las bacterias gramnegativas, los anillos incluyen el anillo L que se coloca en la membrana externa de la bicapa lipídica y el anillo P que se encuentra en la capa de peptidoglicano.,
el cuerpo basal generalmente se divide en varias partes que incluyen:
- anillo y anillo l)
- rod
- sleeve
* los anillos de proteína sirven como bombas de protones que participan en el movimiento de iones de hidrógeno a través de la membrana. Es este movimiento de iones a través de la membrana que en última instancia gira los anillos y por lo tanto el flagelo.,
* El cuerpo basal, así como el gancho, también sirve para anclar el filamento de la estructura de la superficie de la célula.
El Gancho
Consta de 120 subunidades de una proteína, el gancho (que es corto y curvo) actos como el de la junta universal que conecta el filamento en el cuerpo basal.
A diferencia del cuerpo basal, el gancho no está incrustado en la membrana plasmática., Sin embargo, juega un papel crucial en la motilidad y los taxis de las bacterias a través de la transmisión del par motor a la parte de filamento (hélice) de la estructura.
se compone de 4 dominios principales que están dispuestos en el interior y el exterior de la estructura cuya naturaleza permite la conexión directa entre el gancho y la varilla.
* la unión entre el gancho y el filamento consiste en dos proteínas (FlgK y FlgL) que han demostrado contribuir a la formación de la parte del filamento de la estructura.,
El Filamento
El filamento es la alargada parte de los flagelos. Es tubular y consta de 11 protofilamentos que se asemejan a los que se encuentran en las partes de varilla y gancho de la estructura.
la flagelina, que es el componente principal del filamento, también consta de cuatro dominios que forman la parte interna y externa de la estructura. La dirección a la que gira el filamento depende del giro del motor (en sentido horario o antihorario).,
mientras que los flagelos que se encuentran en organismos como bacterias, arqueas y varias células eucariotas se utilizan para nadar a través de fluidos, así como enjambrar; también se ha demostrado que sirven a una serie de otras funciones importantes. Por ejemplo, en las células eucariotas, se ha demostrado que la estructura juega un papel en el aumento de la producción.
tanto en bacterias como en células eucariotas, se ha demostrado que algunos flagelos tienen funciones sensoriales que permiten a las células detectar cambios en su entorno y responder de manera efectiva., En algunas algas verdes, los estudios han sugerido que los flagelos pueden actuar como orgánulos secretores.
* los organismos pueden clasificarse en función del número de flagelos en su superficie., poles
Return to Ciliates
Return to Prokaryotic Cells
Return to Eukaryotic Cells
Return from Cilia and Flagellum to MicroscopeMaster home
Brent W., Bisgrove and H. Joseph Yost. (2006). The roles of cilia in developmental disorders and disease (en inglés). La compañía de biólogos.
Hiroyuki Terashima, Seiji Kojima, and Michio Homma. (2008). Motilidad flagelar en bacterias:
estructura y función del motor flagelar. International Review of Cell and Molecular Biology, Volume 270.
Takashi Ishikawa. (2017). Estructura axonema de cilios móviles.
Stephen M. King. (2018). Apagar las dineinas dobla los cilios.,
Yuko Komiya and Raymond Habas. (2008). Wnt signal transduction pathways. ncbi.
Links
Deja una respuesta