Oversikt
Cilia og flagella er fine, whiplike/hairlike strukturer som strekker seg fra kroppen av en rekke celler. Mens de varierer i form av lengde og tall i forskjellige typer celler (så vel som mønstre av bevegelse), cilia og flagella er generelt like i struktur og sammensetning.,
Avhengig av type celler, cilia og flagella har følgende funksjoner:
· Drivende celler – ved Hjelp av cilia eller flagella, celler er i stand til å bevege seg fritt i sitt miljø, spesielt i akvatiske eller fuktige miljøer.,
· Sensoriske funksjoner – Noen cilia og flagella tillater celler å oppfatte endringer i sine omgivelser som gjør det mulig for cellene å reagere.
· Transport av material – Noen celler som er i stand til ikke bare å felle, men også veilede transport av gitt materiale. Dette kan tjene til å sluke slikt materiale inn i cellen eller forhindre uønsket materiale/partikler/mikroorganismer fra invaderende cellen eller vev.,
* Den flagella av prokaryotes har en annen struktur i forhold til de eukaryote celler.
Cilia
Med unntak av et flertall av høyere planter og sopp, cilia kan bli funnet på overflaten av mange eukaryote celler. På disse cellene, cilia strekker seg fra basal kroppen. Avhengig av hvilken type celler, cilia har flere funksjoner og er derfor delt inn i to hovedkategorier.,
* Prokaryotes (bakterier) har ikke normalt.
Cilia Struktur
Cilia er mikroskopiske, hår-lignende strukturer som prosjektet fra overflaten av mange eukaryote celler. Som andre organeller i eukaryote celler, cilia er membran-bundet strukturer med sine membranen blir kontinuerlig med plasma membran. Imidlertid, i motsetning til plasma membran av celler, ciliary membranen har vist seg å inneholde forskjellige lipider og proteiner.,
Motile Cilia
* Motile cilia ble identifisert i 1640 av van Leeuwenhoek gjør dem til de tidligste kjente celle dannes.
Motile cilia (9+2) kan bli funnet i både høyere dyr og encellede eukaryotes. I mikroskopiske organismer (kjent som ciliater) motile cilia er brukt for bevegelse eller for flytting av væske over deres overflate som bidrar til fôring prosessen.,
I høyere dyr, som mennesker, motile cilia kan bli funnet i en rekke vev (f.eks. respiratorisk epitel og egglederne) hvor de er enten involvert i åpningen av eller flytting av stoffer.
I luftveiene, cilia felle og fjerne smuss (samt slimhinner) fra lungene og andre deler av dette systemet. I egglederen, på den annen side, cilia tjene til å flytte egg til livmoren.,
På celleoverflaten, motile normalt er til stede i stort antall, hvor de slo i en koordinert bølgelignende måte å utføre sine oppgaver 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, så, 9+2 mønster refererer til ni dublett mikrotubuli rundt to mikrotubuli som er sentralt. Ring microtubule stillas, i dette tilfellet, er kjent som axoneme.
I tillegg til mikrotubuli, som er de viktigste komponentene i strukturen, motile cilia er også sammensatt av dynein armer og radial eiker som bidrar til den samlede motilitet av strukturen.
* Den axoneme (bunt av mikrotubuli som måler ca 0.,25um i diameter) og er omgitt av plasma membran og hele strukturen (flimmerhårene), kan identifiseres under mikroskopet.
På sin base (der hvor den festes til cellen), den axoneme er knyttet til sylindrisk strukturer kjent som basal organer. Den basal organer mål om 0.4 um i lengde og 0,2 um i bredde og består av En tubule (ni (9) trilling mikrotubuli som består av protofilament mikrotubuli), en ufullstendig B tubule samt en ufullstendig C tubule., Bortsett fra forankring flimmerhårene i cytoplasma, basal organer også spille en viktig rolle i sammenstillingen av disse strukturene.
* Ifølge studier, basal organer er enten produkter av sentrosomer eller genereres i store tall før cilia dannelse.
* Selv når de omkringliggende plasma membran har blitt fjernet, tillegg av ATP lar axoneme fortsetter å fungere som bevis på at de arbeider mekanisme av strukturen ligger i axoneme.,
Slo Mekanisme av Cilia
Som er tilfelle med muskel sammentrekning, de slo/arbeider mekanisme av cilia (axoneme spesielt) har vist seg å være et resultat av å skyve protein filamenter. Selv om mekanismen, i sin helhet, er ennå ikke fullt ut forstått, studier har vist dyneins, som fungerer som molekylære motorer, til å spille en viktig rolle i å drive ciliary slå.,
En av de modellene som har vært brukt for å beskrive bøying og dermed funksjon av motile cilia er bryteren modell hypotese.
Ifølge for å bytte modell, hver side av en buet cilia består av dyneins i en gitt tilstand av styrkegenerering syklus som bidrar til asymmetri og endre seg med endringer i kurvatur.
Her, ifølge studier, dyneins på en microtubule (i kraft generasjon syklus staten) skyv forbi hverandre, mens de på den andre siden gjør ikke det., Dette resulterer i bøying av axoneme mens slå av dette systemet fører til at strukturen til å bøye til den andre siden.
til Slutt, gjentakelse av denne mekanismen fører til motile cilia å slå og dermed utføre sin funksjon.
* vedlegget og utslipp av dynein armer til tilstøtende dublett er forårsaket av bindende eller hydrolyse av ATP.,
Primære Cilia (Ikke-Motile Flimmerhårene)
i forhold til motile flimmerhårene, primær cilia (9+0) prosjekt som enkelt strukturer fra cellen organer. De finnes i nesten alle celler i alle pattedyr. De er først og fremst involvert i sensoriske funksjoner og dermed tillate gitt kroppens vev/organer til å reagere.
Som motile flimmerhårene, primær normalt bestå av ni dublett mikrotubuli som utgjør axoneme. Disse mikrotubuli stammer fra basal kroppen som også gir stabilitet.,
i Motsetning til motile flimmerhårene, men primære cilia ikke har dynein armer og sentrale singlet mikrotubuli (central par mikrotubuli). Dette er på grunn av det faktum at det primære cilia er ikke motile og dermed ikke trenger elementer som er nødvendige for motilitet.
* i Utgangspunktet, primær cilia ble antatt å være tilbakedannet organeller som tjente noen hensikt.
Dannelse av Primære Cilia
Primære cilia dannelse begynner når en celle går inn i G0-fasen av celle syklus., Her kan mor centriole av centrosome første festes til vesicle etterfulgt av veksten av axoneme fra overflaten av centriole. Axonemal mikrotubuli også begynne å danner på den økende tips hvor lasten er levert gjennom intraflagellar transport.
Denne toveis transport system gir mulighet for proteiner for å bli transportert til mikrotubuli i løpet av sin utvikling. Mens vesicle er til syvende og sist exocytosed, det primære cilia er synlige på overflaten av cellen og fortsette å utvikle seg til den når modenhet., Imidlertid, intraflagellar transport (IFT) er fortsatt nødvendig for vedlikehold av primære normalt.
* Primær cilia har vist seg å justere i en retning som i sin tur påvirker retning av celler.
Funksjoner av Primære Cilia
Primære cilia spille en viktig rolle i celle signaliserer under utvikling og homeostase., Gitt at det primære cilia (5-10um i lengden) er utsatt til den ekstracellulære miljøet, de er utsatt for ulike stimuli som bidrar til deres rolle i signalanlegg.
I tillegg til å oppdage ulike kjemiske faktorer, morphogens og vekstfaktorer i den ekstracellulære matrix, primær cilia også oppdage endringer i trykk og flytende bevegelse på tvers av celleoverflaten.,
For eksempel, på grunn av flyten av urin i nyrene tubuli, primær cilia er påvirket til å bøye som i sin tur resulterer i en strøm av kalsium ioner gjennom riktig kalsium-tv.
Bortsett fra Pinnsvin trasé, Wnt signaliserer trasé er en av de best dokumenterte trasé med hensyn til ciliary signalering. I hovedsak, Wnt signaliserer vei er viktig fordi det er involvert i en rekke prosesser, inkludert celle polaritet, celle migrasjon samt nevrale patterning blant andre.,
Det skjer i to store baner, inkludert den kanoniske Wnt stien og ikke-kanoniske Wnt veien.
Mens aktivering av den Kanoniske Wnt vei bidrar til genuttrykk, aktivering av ikke-kanoniske Wnt vei resultater i degradering av b-catenin. Her, binding av ulike Wnt ligander til reseptorer på primær cilia lar kanonisk Wnt signalering for å bytte til ikke-kanoniske signalering og vice-versa.,
rollen som primær cilia er også tydelig i en rekke andre signaliserer trasé slik at hensiktsmessige tiltak. Feil i cilia funksjoner, på den annen side, har vært forbundet med ulike utviklingsforstyrrelser og degenerative sykdommer.,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., Som cilia (finnes i eukaryote celler), flagella også stikker ut fra kroppen av cellen som tillater dem å utføre sine oppgaver effektivt. Men, de er lengre i lengde, som måler mellom 5 og 20um.
Celler som er i besittelse av denne strukturen er referert til som flagellates og inkluderer både eukaryote og prokaryotic celler. For eksempel, bortsett fra et flertall av bakterier som bruker flagella for bevegelse, strukturen kan også bli funnet på slike encellede organismer som euglena og protozoer arter som Trypanosoma evansi., Flagella, også, lagella kan bli funnet på kjønnsceller av ulike organismer, inkludert slim mugg, sopp og dyr.
Flagellum Struktur
Mens flagella kan bli funnet i både eukaryote og prokaryotic celler (og tjene det samme formål) det er ulike forskjeller med hensyn til deres strukturer/sammensetning samt mekanismen som de fungere mellom de to typer celler.,
Den flagella funnet i prokaryotic celler består av en globular protein kjent som flagellin. Her, at proteinet brytes rundt i en spiralformet måte danner en hul sylinder langs lengden av strukturen. Dette proteinet er fraværende i eukaryote flagellum der det er erstattet av protein filamenter kalles mikrotubuli.,otic flagella har en tendens til å bli mindre og mindre komplisert forhold til eukaryote flagella
Bortsett fra lengde, struktur (og sammensetning) av eukaryote flagella er like normalt finnes i mange eukaryotes (beskrevet ovenfor)., Denne delen vil derfor fokusere på strukturen av flagella funnet i prokaryotic celler.,
Bakteriell flagellum består av tre hoveddeler som inkluderer:
- Basale struktur (Nummerskive motor)
- Krok (fungerer som universalledd)
- Filament (den spiralformede propell)
Basal body – I bakterier/prokaryotes, den basal body er en stang som består av flere ringer som ligger innenfor cellemembranen., I Gram-negative bakterier, ringene inkluderer L-ring som er plassert i den ytre membran av lipid bilayer og P-ring som ligger i peptidoglycan lag.,
Den basal kroppen er vanligvis delt inn i flere deler som inkluderer:
- Protein ringer (C ringen, MS-ring, P-ring, og L ring)
- Stang
- Sleeve
* Protein-ringer tjene som kalles proton pumper som er involvert i bevegelsen av hydrogen ioner over membranen. Det er denne bevegelsen av ioner over membranen som til syvende og sist dreier ringene og dermed flagellum.,
* Den basal kroppen, samt kroken, tjener også til å forankre filament av strukturen til overflaten av cellen.
Kroken
Bestående av 120 underenhetene av et enkelt protein, kroken (som er kort og avrundet) fungerer som den universal-leddet som forbinder filament til basal kroppen.
i Motsetning til den basal body, kroken er ikke innebygd i plasma membran., Men, det spiller en avgjørende rolle i motilitet og drosjer av bakterier gjennom overføring av motorens dreiemoment til filament (propell) en del av strukturen.
Det er sammensatt av 4 viktigste domener som er plassert på innsiden og utsiden av strukturen som naturen gir mulighet for direkte forbindelse mellom krok og stang.
* krysset mellom kroken og fiberkabel består av to proteiner (FlgK og FlgL) som har blitt vist å bidra til dannelsen av filament en del av strukturen.,
Filament
filament er langstrakt del av flagella. Det er rørformet og består av 11 protofilaments som ligner de som finnes i stang og krok deler av strukturen.
Den flagellin, som er den viktigste komponenten av glødetråden, også består av fire domener som danner den indre og ytre del av konstruksjonen. Den retningen som filament roterer er avhengig av motor spinning (med klokken eller mot klokken).,
Mens flagella funnet i slike organismer som bakterier, archaea, og ulike eukaryote celler er brukt til svømming gjennom væske samt krydde; de har også vist seg å tjene en rekke andre viktige funksjoner. For eksempel, i eukaryote celler, struktur har vist seg å spille en rolle i økt produksjon.
I både bakterier og eukaryote celler, noen flagella har vist seg å ha sensoriske funksjoner som tillater celler å oppdage endringer i deres miljø, og reagere effektivt., I noen grønne alger, studier har antydet at flagella kan fungere som secretory organeller.
* Organismer kan klassifiseres basert på antall flagella på deres overflate., 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). Rollene av flimmerhårene i utviklingsforstyrrelser og sykdom. Selskapet av Biologer.
Hiroyuki Terashima, Seiji Kojima, og Michio Homma. (2008). Flagellar Motilitet i Bakterier:
Struktur og Funksjon av Flagellar Motor. Internasjonal Gjennomgang av Celle-og molekylærbiologi, Volum 270.
Takashi Ishikawa. (2017). Axoneme Struktur fra Motile Normalt.
Stephen M. Kongen. (2018). Slå dyneins av svinger normalt.,
Yuko Komiya and Raymond Habas. (2008). Wnt signal transduction pathways. ncbi.
Links
Legg igjen en kommentar