РЕСНИЧКИ: ХАРАКТЕРИСТИКА, СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ И ПРИМЕРЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

Эти реснички короткие нитевидные выступы , присутствующие на поверхности плазматической мембраны многих типов клеток. Эти структуры способны совершать вибрационные движения, которые служат для клеточного передвижения и создания токов во внеклеточной среде.

Многие клетки выстланы ресничками длиной примерно 10 мкм. В общем, реснички движутся довольно скоординированным образом назад вперед. Таким образом, ячейка движется через жидкость или жидкость движется по поверхности самой ячейки.

Источник: Соответственно: Picturepest, Анатолий Михальцов, Бернд Лабер, Deuterostome, Flupke59

Эти протяженные структуры в мембране состоят в основном из микротрубочек и отвечают за движение в различных типах клеток эукариотических организмов.

Реснички характерны для группы ресничных простейших. Они обычно присутствуют у эуметазоа (за исключением нематод и членистоногих), где они обычно располагаются в эпителиальных тканях, образуя мерцательный эпителий.

характеристики

Реснички и жгутики эукариот очень похожи друг на друга, каждый диаметром примерно 0,25 мкм. Структурно они похожи на жгутики, однако в тех клетках, которые их представляют, их намного больше, чем жгутиков, имеющих вид ворсинок на поверхности клетки.

Ресничка сначала движется вниз, а затем постепенно распрямляется, создавая впечатление гребных движений.

Реснички перемещаются таким образом, что каждая немного не соответствует ритму со своим ближайшим соседом (метахронный ритм), создавая постоянный поток жидкости по поверхности клетки. Эта координация чисто физическая.

Иногда к базальным тельцам присоединяется сложная система микротрубочек и волокон, но не было доказано, что они играют координирующую роль в движении ресничек.

Многие реснички, по-видимому, не функционируют как мобильные структуры и были названы первичными ресничками. Большинство тканей животных имеют первичные реснички, включая клетки яйцеводов, нейроны, хрящи, эктодерму развивающихся конечностей, клетки печени, мочевыводящие пути и другие.

Хотя последние не подвижны, было замечено, что мембрана ресничек имеет многочисленные рецепторы и ионные каналы с сенсорной функцией.

Ресничные организмы

Реснички являются важным таксономическим признаком для классификации простейших. Те организмы, у которых основной механизм передвижения осуществляется с помощью ресничек, относятся к «инфузориям или инфузориям» (Phylum Ciliophora = которые несут или представляют реснички).

Эти организмы получили такое название, потому что поверхность клетки выстлана ресничками, которые ритмично бьются. Внутри этой группы расположение ресничек широко варьируется, и даже у некоторых организмов отсутствуют реснички у взрослых, они присутствуют на ранних стадиях жизненного цикла.

Инфузории, как правило, являются самыми крупными простейшими с длиной от 10 мкм до 3 мм, а также наиболее сложными в структурном отношении с широким спектром специализаций. Реснички обычно расположены продольными и поперечными рядами.

Похоже, что все инфузории имеют родственные системы, даже те, у которых в какой-то момент отсутствуют реснички. Многие из этих организмов являются свободноживущими, а другие - специализированными симбионтами.

Структура

Реснички вырастают из базальных тел, которые тесно связаны с центриолями. Базальные тела имеют ту же структуру, что и центриоли, встроенные в центросомы.

Базальные тельца играют очевидную роль в организации микротрубочек аксонемы, которая представляет фундаментальную структуру ресничек, а также в прикреплении ресничек к поверхности клетки.

Аксонема состоит из набора микротрубочек и связанных белков. Эти микротрубочки расположены и видоизменены таким любопытным образом, что это было одним из самых удивительных открытий электронной микроскопии.

В общем, микротрубочки расположены по характерной схеме «9 + 2», в которой центральная пара микротрубочек окружена 9 внешними дублетами микротрубочек. Эта конформация 9 + 2 характерна для всех форм ресничек от простейших до найденных у человека.

Микротрубочки непрерывно проходят по длине аксонемы, которая обычно составляет около 10 мкм, но в некоторых клетках может достигать 200 мкм. Каждая из этих микротрубочек имеет полярность, минус (-) концы прикреплены к «базальному тельцу или кинетосоме».

Характеристики микротрубочек

Микротрубочки аксонемы связаны с многочисленными белками, которые выступают в правильных положениях. Некоторые из них работают как перекрестные связи, которые содержат пучки микротрубочек вместе, а другие генерируют силу, вызывающую их движение.

Центральная пара микротрубочек (особь) завершена. Однако две микротрубочки, составляющие каждую из внешних пар, структурно различны. Один из них, называемый канальцем «А», представляет собой полную микротрубочку, состоящую из 13 протофиламентов, а другой неполный (канальец В) состоит из 11 протофиламентов, прикрепленных к канальцу А.

Эти девять пар внешних микротрубочек соединены друг с другом и с центральной парой радиальными мостиками белка «нексин». Два динеина прикреплены к каждому канальцу «А», с моторной активностью этих цилиарных аксонемических динеинов, ответственных за биение ресничек и других структур с такой же конформацией, таких как жгутики.

Движение ресничек

Реснички перемещаются за счет сгибания аксонемы, которая представляет собой сложный пучок микротрубочек. Кластеры ресничек движутся однонаправленными волнами. Каждая ресничка движется как хлыст, ресничка полностью вытягивается, после чего следует фаза восстановления из исходного положения.

Движения ресничек в основном производятся за счет скольжения дублетов наружных микротрубочек относительно друг друга, что обусловлено моторной активностью аксонемического динеина. Основание динеина связывается с микротрубочками А, а головные группы связываются с соседними В-канальцами.

Из-за нексина в мостиках, которые соединяют внешние микротрубочки аксонемы, скольжение одного дублета по другому заставляет их изгибаться. Последнее соответствует основе движения ресничек, процесса, о котором пока мало что известно.

Впоследствии микротрубочки возвращаются в исходное положение, заставляя ресничку возвращаться в состояние покоя. Этот процесс позволяет ресничкам выгибаться и производить эффект, который вместе с другими ресничками на поверхности придает подвижность клетке или окружающей среде.

Энергия для движения ресничек

Подобно цитоплазматическому динеину, цилиарный динеин имеет моторный домен, который гидролизует АТФ (активность АТФазы), чтобы двигаться по микротрубочке к ее минус-концу, и несущую заряд область хвоста, которая в данном случае случай представляет собой непрерывную микротрубочку.

Реснички движутся почти непрерывно, поэтому требуют большого количества энергии в виде АТФ. Эта энергия генерируется большим количеством митохондрий, которые обычно изобилуют около базальных тел, от которых берут начало реснички.

Характеристики

движение

Основная функция ресничек - перемещать жидкость по поверхности клетки или продвигать отдельные клетки через жидкость.

Движение ресничек жизненно важно для многих видов в таких функциях, как обработка пищи, размножение, экскреция и осморегуляция (например, в ярких клетках), а также движение жидкостей и слизи по поверхности слоев клеток. эпителиальные.

Реснички у некоторых простейших, таких как Paramecium, несут ответственность как за подвижность организма, так и за перемещение организмов или частиц в полость рта для приема пищи.

Дыхание и кормление

У многоклеточных животных они участвуют в дыхании и питании, разнося дыхательные газы и частицы пищи над водой на поверхности клеток, как, например, у моллюсков, питающихся фильтрацией.

У млекопитающих дыхательные пути выстланы волосковыми клетками, которые выталкивают слизь, содержащую пыль и бактерии, в горло.

Реснички также помогают перемещать яйца по яйцеводу, а родственная структура, жгутик, продвигает сперматозоиды. Эти структуры особенно заметны в фаллопиевых трубах, по которым яйцеклетка перемещается в полость матки.

Волосковые клетки, выстилающие дыхательные пути, очищают его от слизи и пыли. В эпителиальных клетках, выстилающих дыхательные пути человека, большое количество ресничек (109 / см2 или более) перемещает слои слизи вместе с захваченными частицами пыли и мертвыми клетками в ротовую полость, где они проглатываются и удаляются.

Структурные аномалии ресничек

У людей некоторые наследственные дефекты цилиарного динеина вызывают так называемый синдром Картенегера или синдром неподвижных ресничек. Для этого синдрома характерно мужское бесплодие из-за неподвижности сперматозоидов.

Кроме того, люди с этим синдромом очень подвержены легочным инфекциям из-за паралича ресничек дыхательных путей, которые не могут очистить пыль и бактерии, которые в них поселяются.

С другой стороны, этот синдром вызывает дефекты определения оси тела слева направо во время раннего эмбрионального развития. Последнее было обнаружено недавно и связано с латеральностью и расположением определенных органов в организме.

Другие состояния этого типа могут возникать из-за употребления героина во время беременности. Новорожденные могут иметь длительный неонатальный респираторный дистресс из-за ультраструктурных изменений аксонемы ресничек респираторного эпителия.

Ссылки

1. Альбертс Б., Брей Д., Хопкин К., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К. и Уолтер П. (2004). Существенная клеточная биология. Нью-Йорк: Наука о гирляндах. 2-е издание.
2. Альбертс, Б., Джонсон, А., Льюис, Дж., Рафф, М., Роберт, К., и Уолтер, П. (2008). Молекулярная биология клетки. Гарланд Наука, Тейлор и Фрэнсис Групп.
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Биология: наука и природа. Pearson Education.
4. Купер, Г.М., Хаусман, Р.Е. и Райт, Н. (2010). Клетка. (стр. 397-402). Марбан.
5. Хикман, К.П., Робертс, Л.С., Кин, С.Л., Ларсон, А., Айнсон, Х. и Эйзенхур, DJ (2008). Комплексные принципы зоологии. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. 14- ^е издание.
6. Хименес Гарсиа, Л. Дж. И Х. Мерчанд Лариос. (2003). Клеточная и молекулярная биология. Мексика. От редакции Pearson Education.
7. Сьерра, А.М., Толоса, М.В., Вао, CSG, Лопес, А.Г., Монж, Р.Б., Алгар, О.Г. и Карделус, Р.Б. (2001). Связь между употреблением героина во время беременности и структурными аномалиями респираторных ресничек в неонатальном периоде. Анналы педиатрии, 55 (4) : 335-338).
8. Стивенс А. и Лоу Дж. С. (1998). Гистология человека. Харкорт Брейс.
9. Велш, У., и Соботта, Дж. (2008). Гистологии. Panamerican Medical Ed.