Садржај
- ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
- Шта су Цилиа?
- Шта су флагеле?
- Функције Цилиа
- Функције Флагела
- Болести повезане са Цилиа
- Болести повезане са флагелом
Цилиа и флагелла су две различите врсте микроскопских додатака на ћелијама. Цилија се налази и у животињама и у микроорганизмима, али не и у већини биљака. Флагеле се користе за покретљивост у бактеријама као и у гаметама еукариота. И цилија и флагела служе за кретање, али на различите начине. Обоје се ослањају на динин, који је моторни протеин, и микротубуле које делују.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Цилија и флагеле су органеле на ћелијама које обезбеђују погон, сензорне уређаје, механизме чишћења и бројне друге важне функције у живим организмима.
Шта су Цилиа?
Цилиа су прве органеле које је открио Антоние ван Лееувенхоек крајем 17. века. Приметио је покретне (покретне) цилије, „мале ноге“, које је описао као да бораве на „анималцулес“ (вероватно протозоа). Непомичне цилије примећене су много касније уз боље микроскопе. Већина цилија постоји у животињама, у готово свим врстама ћелија, сачуваних у многим еволуцијама. Међутим, неке цилије могу се наћи у биљкама у облику гамета. Цилија је направљена од микротубула у распореду званом цилијарски аксонем који је прекривен плазма мембраном. Ћелијско тело прави цилијарне протеине и помера их до врха аксонема; овај процес се назива интрацилијарни или интрафлагеларни транспорт (ИФТ). Тренутно научници мисле да је око 10 процената људског генома посвећено цилијама и њиховој генези.
Цилија има распон од 1 до 10 микрометара. Ове органеле налик на косу делују на кретање ћелија као и на премештање материјала. Они могу кретати течности за водене врсте, попут шкољки, како би се омогућило транспорт хране и кисеоника. Цилија помаже при дисању у плућима животиња тако што спречава да крхотине и потенцијални патогени продре у организам. Цилија су краћа од флагела и концентришу се у много већем броју. Склоне су брзом удару готово истовремено у групи, што представља таласни ефекат. Цилиа такође може помоћи у кретању неких врста протозоа. Постоје двије врсте цилија: покретни (покретни) и немотилни (или примарни) цилија, а обје раде путем ИФТ система. Покретне цилије налазе се у пролазима дишних путева и плућима, као и унутар уха. Непомични цилија се налази у многим органима.
Шта су флагеле?
Флагеле су прилози који помажу у кретању бактерија и гамета еукариота, као и неких протозоа. Флагеле су једнине, попут репа. Обично су дужи од цилија. Код прокариота флагеле делују попут малих мотора са ротацијом. Код еукариота праве глатке покрете.
Функције Цилиа
Цилија игра улогу у ћелијском циклусу као и у развоју животиња, као што је срце. Цилија селективно омогућава одређеним протеинима да правилно функционишу. Цилиа такође играју улогу ћелијске комуникације и молекуларне трговине.
Мотилне цилије поседују 9 + 2 распоред девет спољних парова микротубула, заједно са центром од два микротубула. Мотилни цилија користе своју ритмичку валовитост како би уклонили супстанце, као што су за чишћење прљавштине, прашине, микроорганизама и слузи како би спречили болест. Због тога они постоје на облогама респираторних пролаза. Покретне цилије могу и осјетити и помицати ванћелијску течност.
Немотилни или примарни цилија не одговарају истој структури као и покретни цилија. Они су поредани као појединачни приложени микротубули без централне структуре микротубула. Они не поседују динеино оружје, отуда и њихов општи немир. Дуго година научници се нису фокусирали на ове примарне цилије и зато су мало знали о њиховим функцијама. Не-покретни цилија служе као сензорни апарат за ћелије, детектују сигнале. Они играју кључну улогу у сензорним неуронима. Не-покретни цилија може се наћи у бубрезима да се осети проток урина, као и у очима на фоторецепторима мрежнице. У фоторецепторима они функционишу да преносе виталне протеине из унутрашњег сегмента фоторецептора у спољни сегмент; без ове функције, фоторецептори би умрли. Када цилија осети проток течности, то доводи до промене раста ћелије.
Цилиа пружају само више од чишћења и сензорних функција. Они такође обезбеђују станишта или регрутна подручја за симбиотске микробиоме у животиња. Код водених животиња као што су лигње, та епителна ткива слузи могу се директно посматрати јер су уобичајена и нису унутрашње површине. На ткивима домаћина постоје двије различите врсте цилија: једна с дугим цилијама које лебде дуж ситних честица попут бактерија, али искључују крупније, и краћа цилија која туче, а која мијеша течност из околине. Ове цилије раде на регрутовању симбионата микробиома. Они раде у зонама које пребацују бактерије и друге ситне честице у заштићене зоне, истовремено мешајући течности и олакшавајући хемијске сигнале како би бактерије могле колонизовати жељену регију. Због тога цилија делује на филтрирању, чишћењу, локализацији, селекцији и агрегацији бактерија и контролира пријањање за површину са цилијама.
Такође је откривено да цилије учествују у везикуларном излучивању ектосома. Новија истраживања откривају интеракције између цилија и ћелијских путева које би могле пружити увид у ћелијску комуникацију као и у болести.
Функције Флагела
Флагеле се могу наћи у прокариотима и еукариотама. То су дуге органеле са нитима, начињене од неколико протеина који на бактеријама досежу чак 20 микрометара од своје површине. Обично су бичеви дужи од цилија и пружају кретање и погон. Мотори фиксирајућих бактеријских флагела могу се вртети до 15.000 обртаја у минути (рпм). Способност пливања знака помаже у њиховој функцији, било да тражи храну и храњиве састојке, репродукцију или упада у домаћине.
У прокариотима попут бактерија, флагеле служе као покретачки механизам; они су главни начин да бактерије пливају кроз течност. Флагеллум у бактеријама има јонски мотор закретног момента, куку која преноси обртни момент и филамент, или дугу структуру сличну репу која покреће бактерију. Мотор се може окренути и утицати на понашање нити, мењајући смер кретања за бактерију. Ако се флагеллум помера у смеру казаљке на сату, формира се супервојница; неколико бичева може да формира сноп, а ти помажу да се бактерија погоди правим путем. Када се ротира на супротни начин, нит ствара краћи површински слој и сноп флагела раставља се, што доводи до превртања. Због недостатка високе резолуције за експерименте, научници користе рачунарске симулације како би предвидјели кретање флагела.
Количина трења у течности утиче на то како ће се фил превлачити. Бактерије могу угостити неколико флагела, попут Есцхерицхиа цоли. Флагеле омогућавају бактеријама да пливају у једном правцу, а затим се окрећу по потреби. То функционише кроз ротирајуће, спиралне бичеве, који користе различите методе, укључујући цикле гурања и повлачења. Друга метода кретања постиже се омотавањем око ћелијског тела у снопу. На овај начин, флагеле такође могу помоћи у преокрету кретања. Када се бактерије нађу у изазовним просторима, оне могу да промене свој положај тако што ће омогућити да њихове флагеле реконфигуришу или растављају снопове. Овај полиморфни прелаз стања омогућава различите брзине, при чему су притисци и потези обично бржи од стања замотаних. Ово помаже у различитим окружењима; на пример, спирални сноп може да помера бактерију кроз вискозна подручја са ефектом чепа. Ово помаже у истраживању бактерија.
Флагеле омогућавају кретање бактерија, али такође пружају механизам патогеним бактеријама да помогну у колонизацији домаћина и према томе преносе болести. Флагеле користе методу увртања и лепљења да би сидриле бактерије на површине. Флагеле такође делују као мостови или скеле за пријањање на ткиво домаћина.
Еукариотске флагеле се разликују од прокариота у саставу. Флагеле у еукариотама садрже далеко више протеина и имају одређену сличност са покретним цилијама, са истим опћим обрасцима кретања и управљања. Флагеле се користе не само за кретање, већ и за помагање у храњењу ћелија и еукариотској репродукцији. Флагеле користе интрафлагеларни транспорт, што је транспорт комплекса протеина потребних за сигналне молекуле који дају покретљивост флагела. Флагеле постоје на микроскопским организмима као што је Мастигопхора протозоа, или могу постојати унутар већих животиња. Бројни микроскопски паразити поседују и бичеве, што им помаже у путовању кроз организам домаћина. Флагеле ових протистичких паразита такође носе парафлагеларни штап или ПФР, који помаже у везивању с векторима попут инсеката. Неки други примери флагела у еукариотама укључују репове гамета попут сперме. Флагеле се могу наћи и у спужвама и другим воденим врстама; бичере у тим бићима помажу да се креће вода за дисање. Еукариотске флагеле такође служе готово као сићушне антене или сензорне органеле. Научници тек почињу да разумеју ширину функције еукариотских флагела.
Болести повезане са Цилиа
Недавна научна открића су открила да мутације или други недостаци повезани са цилијама изазивају бројне болести. Ови услови се називају цилиопатијама. Они дубоко утичу на појединце који пате од њих. Неке цилиопатије укључују когнитивно оштећење, дегенерацију мрежнице, губитак слуха, аносмију (губитак мириса), краниофацијалне неправилности, абнормалности плућа и дисајних путева, асиметрију лијево-десно и сродне оштећења срца, цисте панкреаса, болести јетре, неплодност, полидактилију и абнормалности бубрега. попут циста, између осталог. Поред тога, неки канцери имају везу са цилиопатијама.
Неки бубрежни поремећаји повезани са дисфункцијом цилије укључују нефронофтхисис и аутосомно доминантну и аутосомно рецесивну полицистичну болест бубрега. Неисправни цилија не може зауставити дељење ћелија због детекције протока урина, што доводи до развоја цисте.
Код Картагенеровог синдрома дисфункција диснејске руке доводи до неефикасног чишћења респираторног тракта од бактерија и других супстанци. Ово може довести до поновљених респираторних инфекција.
Код Бардет-Биедл синдрома, малформација цилије доводи до проблема као што су дегенерација мрежнице, полидактилија, поремећаји мозга и гојазност.
Не-наследне болести могу бити последица оштећења на цилијама, као што су остаци цигарета. Ово може довести до бронхитиса и других проблема.
Патогени такође могу одредити нормално симбиотско храњење бактерија помоћу цилија, као што је случај код Бордетелла врста, што узрокује да се ударање цилија смањи и на тај начин омогућава патогену да се причврсти на супстрат и доведе до инфекције људских дисајних путева.
Болести повезане са флагелом
Бројне бактеријске инфекције односе се на функцију флагела. Примери патогених бактерија укључују Салмонелла ентерица, Есцхерицхиа цоли, Псеудомонас аеругиноса и Цампилобацтер јејуни. Долази до бројних интеракција које воде бактеријама да нападну ткива домаћина. Флагеле делују као везивне сонде, тражећи куповину на домаћем супстрату. Неке фитобактерије користе своје флагеле да се лепе на биљно ткиво. То доводи до тога да производи попут воћа и поврћа постају секундарни домаћини бактеријама које инфицирају људе и животиње. Један пример је Листериа моноцитогенес, и наравно Е. цоли и Салмонелла су злогласни узрочници болести изазване храном.
Хелицобацтер пилори користи свој флагеллум да плива кроз слуз и напада инвазију желуца, избегавајући заштитну желучану киселину. Слузне облоге делују као имуна одбрана да би ухватили такву инвазију везивањем флагела, али неке бактерије проналазе неколико начина да избегну препознавање и заробљавање. Филети флагела могу се разградити тако да их домаћин не може препознати или се њихова експресија и покретљивост могу искључити.
Картагенеров синдром такође утиче на флагеле. Овај синдром квари динеинове руке између микротубула. Резултат је неплодност због тога што сперматозоидима недостаје пропулзија потребна да би флагелле могле пливати и оплодити јајашца.
Док научници сазнају више о цилијама и флагелама и даље расветљавају своју улогу у организмима, требало би да уследе нови приступи лечењу болести и прављењу лекова.