struktura i funkcje rzęsek i wici

* ruchliwe rzęski zostały zidentyfikowane w 1640 roku przez van Leeuwenhoeka, czyniąc je najwcześniejszymi znanymi organelami komórkowymi.

ruchliwe rzęski (9+2) można znaleźć zarówno u zwierząt wyższych, jak i jednokomórkowych eukariotów. W mikroskopijnych organizmach (znanych jako ciliates) ruchliwe rzęski są używane do poruszania się lub do poruszania się płynem po ich powierzchni, co przyczynia się do procesu karmienia.,

u zwierząt wyższych, takich jak ludzie, ruchliwe rzęski można znaleźć w wielu tkankach (np. nabłonku dróg oddechowych i jajowodach), w których biorą udział w usuwaniu lub przemieszczaniu substancji.

w układzie oddechowym rzęski chwytają i usuwają brud (a także śluz)z płuc i innych części tego układu. Z drugiej strony w jajowodzie rzęski służą do przenoszenia komórki jajowej do macicy.,

na powierzchni komórki rzęski ruchliwe występują w dużych ilościach, gdzie biją w skoordynowany sposób falowy, aby skutecznie wykonywać swoje funkcje.,

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.,

tutaj wzór 9+2 odnosi się do dziewięciu mikrotubul podwójnych otaczających dwie mikrotubule, które są centralnie położone. Pierścień rusztowania mikrotubul, w tym przypadku, jest znany jako aksonem.

oprócz mikrotubul, które są głównymi składnikami struktury, ruchliwe rzęski składają się również z ramion dyneiny i promieniowych szprych, które przyczyniają się do ogólnej ruchliwości struktury.

* aksoneme (wiązka mikrotubul o wymiarach ok.,25um średnicy) otoczona jest błoną osocza, a całą strukturę (rzęski) można zidentyfikować pod mikroskopem.

u podstawy (gdzie przyłącza się do komórki) aksonem jest przymocowany do cylindrycznych struktur zwanych ciałami podstawnymi. Podstawowe ciała mierzą około 0,4 um długości i 0,2 um szerokości i składają się z kanalika a (dziewięć (9) mikrotubul triplet składających się z mikrotubul protofilamentowych), niekompletnej kanalika B oraz niekompletnej kanalika C., Oprócz zakotwiczenia rzęsek w cytoplazmie, organy podstawne odgrywają również ważną rolę w montażu tych struktur.

* według badań ciała podstawne są albo produktami centrioli, albo są generowane w dużych ilościach przed utworzeniem rzęsek.

* nawet po usunięciu otaczającej błony plazmowej dodanie ATP pozwala aksonowi nadal funkcjonować, co jest dowodem na to, że mechanizm roboczy struktury znajduje się w aksonie.,

mechanizm uderzeniowy rzęsek

podobnie jak w przypadku skurczu mięśni, mechanizm uderzeniowy / roboczy rzęsek (w szczególności aksonem) okazał się wynikiem przesuwania włókien białkowych. Chociaż mechanizm ten, w całości, nie został jeszcze w pełni zrozumiany, badania wykazały, że dyneiny, które działają jako silniki molekularne, odgrywają ważną rolę w zasilaniu rytmu rzęskowego.,

jednym z modeli, które zostały użyte do opisu zginania, a tym samym funkcjonowania rzęsek ruchliwych, jest hipoteza modelu przełącznika.

zgodnie z modelem przełączania każda strona zakrzywionej rzęski składa się z dyneinów w danym cyklu generowania siły, co przyczynia się do asymetrii i zmiany ze zmianami krzywizny.

tutaj, zgodnie z badaniami, dyneiny na jednej mikrotubule (w stanie cyklu wytwarzania siły) przesuwają się obok siebie, podczas gdy te po drugiej stronie nie., Powoduje to zginanie aksonu, podczas gdy przełączanie tego układu powoduje wygięcie konstrukcji na drugą stronę.

* przyłączanie i uwalnianie ramion dyneiny do sąsiednich dubletów jest spowodowane wiązaniem lub hydrolizą ATP.,

rzęski pierwotne (rzęski bez ruchu)

w porównaniu do rzęsek ruchliwych rzęski pierwotne (9+0) projektują się jako pojedyncze struktury z ciał komórkowych. Występują praktycznie we wszystkich komórkach u wszystkich ssaków. Są one przede wszystkim zaangażowane w funkcje sensoryczne, a tym samym pozwalają danym tkankom / narządom ciała odpowiednio reagować.

podobnie jak ruchliwe rzęski, rzęski pierwotne składają się z dziewięciu mikrotubul podwójnych, które tworzą aksoneme. Te mikrotubule pochodzą z podstawowego ciała, które również zapewnia stabilność.,

w przeciwieństwie do rzęsek ruchliwych, rzęski pierwotne nie posiadają ramion dyneinowych i mikrotubul środkowych singlet (mikrotubul środkowych par). Wynika to z faktu, że rzęski pierwotne nie są ruchliwe, a tym samym nie potrzebują elementów niezbędnych do ruchliwości.

* początkowo rzęski pierwotne uważano za szczątkowe organelle, które nie służyły żadnemu celowi.

Tworzenie rzęsek pierwotnych

tworzenie rzęsek pierwotnych rozpoczyna się, gdy komórka wchodzi w fazę G0 cyklu komórkowego., Tutaj centriol macierzysty centrosomu najpierw przyłącza się do pęcherzyka, a następnie rośnie aksonem z powierzchni centriolu. Mikrotubule aksonemalne również zaczynają polimeryzować na końcówce rosnącej, gdzie ładunek jest dostarczany przez transport wewnątrzflagellarny.

ten dwukierunkowy system transportu Pozwala na transport białek do mikrotubul podczas ich rozwoju. Podczas gdy pęcherzyk jest ostatecznie egzocytozowane, rzęski pierwotne są narażone na powierzchni komórki i nadal rozwijać, aż osiągnie dojrzałość., Jednak transport wewnątrzgałkowy (IFT) jest nadal niezbędny do utrzymania rzęsek pierwotnych.

* wykazano, że rzęski pierwotne wyrównują się w jednym kierunku, co z kolei wpływa na Orientację komórek.

funkcje rzęsek pierwotnych

rzęski pierwotne odgrywają ważną rolę w sygnalizacji komórkowej podczas rozwoju i homeostazy., Biorąc pod uwagę, że rzęski pierwotne (5-10um długości) są narażone na środowisko pozakomórkowe, są podatne na różne bodźce, które przyczyniają się do ich roli w sygnalizacji.

oprócz wykrywania różnych czynników chemicznych, morfogenów i czynników wzrostu w macierzy zewnątrzkomórkowej, rzęski pierwotne wykrywają również zmiany ciśnienia i ruchu płynu na powierzchni komórki.,

na przykład, ze względu na przepływ moczu w kanalikach nerkowych, rzęski pierwotne ulegają zginaniu, co z kolei powoduje napływ jonów wapnia przez odpowiednie kanały wapniowe.

oprócz ścieżek Jeżykowych ścieżki sygnałowe Wnt są jedną z najlepiej udokumentowanych ścieżek w zakresie sygnalizacji rzęskowej. Zasadniczo szlak sygnałowy Wnt jest ważny, ponieważ bierze udział w wielu procesach, w tym polaryzacji komórek, migracji komórek, a także wzorcowania neuronowego między innymi.,

występuje w dwóch głównych ścieżkach, w tym kanonicznej ścieżce Wnt i niekanonicznej ścieżce Wnt.

podczas gdy aktywacja Kanonicznego szlaku Wnt przyczynia się do ekspresji genów, aktywacja niekanonicznego szlaku Wnt powoduje degradację b-kateniny. W tym przypadku Wiązanie różnych ligandów Wnt do receptorów znajdujących się na rzęskach pierwotnych pozwala kanonicznej sygnalizacji Wnt przełączyć się na sygnalizację niekanoniczną i odwrotnie.,

rola rzęsek pierwotnych jest również widoczna w wielu innych szlakach sygnałowych pozwalających na odpowiednie odpowiedzi. Wady funkcji rzęsek, z drugiej strony, były związane z różnymi chorobami rozwojowymi i zwyrodnieniowymi.,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., Podobnie jak rzęski (Znalezione w komórkach eukariotycznych), wici wystają również z ciała komórki, co pozwala im skutecznie wykonywać swoje funkcje. Są jednak dłuższe, mierząc od 5 do 20um.

komórki posiadające tę strukturę są określane jako wiciowce i obejmują zarówno komórki eukariotyczne, jak i prokariotyczne. Na przykład, oprócz większości bakterii, które używają wici do poruszania się, struktura może być również znaleziona na takich jednokomórkowych organizmach jak euglena i pierwotniaków jak Trypanosoma evansi., Flagella, również lagella można znaleźć na gametach różnych organizmów, w tym pleśni śluzowych, grzybów i zwierząt.

struktura wici

podczas gdy wici można znaleźć zarówno w komórkach eukariotycznych, jak i prokariotycznych (i służą temu samemu celowi), istnieją różne różnice w odnosi się do ich struktury/składu, jak również do mechanizmu, w którym funkcjonują między dwoma typami komórek.,

wić znaleziona w komórkach prokariotycznych składa się z kulistego białka znanego jako flagellina. Tutaj białko owija się w sposób spiralny, tworząc pusty cylinder wzdłuż długości struktury. Białko to jest nieobecne w eukariotycznym flagellum, gdzie jest zastępowane przez włókna białkowe znane jako mikrotubule.,otic flagella wydają się być mniejsze i mniej złożone w porównaniu do eukaryotic flagella

oprócz długości, struktura (i skład) wiciowce eukariotyczne są podobne do rzęsek występujących u wielu eukariotów (opisanych powyżej)., Sekcja ta skupi się zatem na strukturze wici znalezionych w komórkach prokariotycznych.,

flagellum bakteryjne składa się z trzech głównych części, które obejmują:

• podstawowa struktura (silnik obrotowy)
• hak (działa jako przegub uniwersalny)
• żarnik (śmigło śrubowe)

korpus podstawy – u bakterii/prokariotów korpus podstawy jest prętem, który składa się z kilku pierścieni, które znajdują się w błonie komórkowej., U bakterii Gram-ujemnych pierścienie obejmują Pierścień L, który znajduje się w zewnętrznej błonie dwuwarstwy lipidowej i pierścień P, który znajduje się w warstwie peptydoglikanu.,

ciało podstawowe jest zasadniczo podzielone na kilka części, które obejmują:

• pierścienie białkowe (Pierścień C, Pierścień MS, P pierścień l)
• pręt
• Tuleja

* pierścienie białkowe służą jako pompy protonowe, które biorą udział w ruchu jonów wodorowych przez membranę. To ten ruch jonów przez membranę ostatecznie obraca pierścienie, a tym samym wić.,

* korpus podstawy, podobnie jak hak, służy również do zakotwiczenia włókna struktury na powierzchni komórki.