Cilia e flagelli sono proiezioni dalla cellula. Sono costituiti da microtubuli, come mostrato in questo cartone animato e sono coperti da un’estensione della membrana plasmatica. Sono mobili e progettati per spostare la cellula stessa o per spostare le sostanze sopra o intorno alla cellula. Lo scopo principale delle ciglia nelle cellule di mammifero è quello di spostare fluidi, mucose o cellule sulla loro superficie. Ciglia e flagelli hanno la stessa struttura interna. La differenza principale è nella loro lunghezza.

Ciglia e flagelli si muovono a causa delle interazioni di un insieme di microtubuli all’interno. Collettivamente, questi sono chiamati “assonemi”, Questa figura mostra un microtubulo (pannello superiore) nella vista superficiale e nella sezione trasversale (pannello inferiore sinistro). Due di questi microtubuli si uniscono per formare un doppietto nelle ciglia o flagelli Questo è mostrato nel pannello centrale. Si noti che uno dei tubuli è incompleto. Inoltre, ci sono importanti proteine associate ai microtubuli (MAPPE) che proiettano da una delle subunità dei microtubuli.

Una sezione trasversale di un ciglio è mostrata in questo cartone animato. Si noti che esiste un cerchio di nove doppietti, ognuno dei quali ha uno completo (Un tubulo) e uno incompleto (B Tubulo) microtubuli. I doppietti di base sono entrambi completi. Estendendo da t

i doppietti he sono insiemi di bracci che si uniscono ai doppietti vicini. Questi sono composti dalla proteina “dynein”. È distanziato a intervalli di 24 nm. I collegamenti Nexin sono distanziati lungo i microtubuli per tenerli insieme. Sporgenti verso l’interno sono raggi radiali che si collegano con una guaina che racchiude i doppietti.

Questa figura mostra un micrografo elettronico di una sezione trasversale di un ciglio. Nota che puoi vedere le armi di dynein e i collegamenti nexin. Le braccia di dynein hanno attività ATPasi. In presenza di ATP, possono spostarsi da una tubulina all’altra. Consentono ai tubuli di scivolare l’uno lungo l’altro in modo che il ciglio possa piegarsi.

I ponti di dynein sono regolati in modo che lo scorrimento porti alla piegatura sincronizzata. A causa dei raggi nexin e radiali, i doppietti sono tenuti in posizione, quindi lo scorrimento è limitato longitudinalmente. Se nexin e i raggi radiali sono sottoposti a digestione enzimatica ed esposti all’ATP, i doppietti continueranno a scivolare e telescopio fino a 9 volte la loro lunghezza.

Di seguito è riportato un altro micrografo della superficie cellulare che mostra un numero di ciglia. Questi devono essere organizzati funzionalmente in modo che le ciglia battano in un’onda.

Le ciglia e i flagelli sono organizzati dai centrioli che si spostano verso la periferia della cella. Questi sono chiamati “corpi basali” e sono mostrati in questo micrografo elettronico (bb). Notare le numerose ciglia sporgenti dalla membrana cellulare (cm). I corpi basali controllano la direzione del movimento delle ciglia. Questo può essere mostrato sperimentalmente.

I centrioli controllano la direzione delle ciglia o del flagellomovimento.

Il paramecio ha file parallele di ciglia tutte allineate in modo che batteranno nella stessa direzione. Tuttavia, nel 1960 file di cilia/corpi basali sono stati innestati in Paramecium e sono stati in grado di mostrare un cambiamento nella direzione del ritmo. Le cellule hanno trasmesso il cambiamento alle generazioni future anche se questa non era un’alterazione genetica.

Struttura del centriolo

Come Ciglia e flagelli, anche i centrioli sono fatti di microtubuli. La differenza è che contengono 9 serie di terzine e nessun doppietto al centro. Come le terzine nel corpo basale si trasformano nel doppietto del ciglio rimane un mistero. I centrioli vengono in coppia, ognuno organizzato ad angolo retto rispetto all’altro. Questa figura mostra un micrografo elettronico di una coppia di centrioli e il cartone confronta la sezione trasversale di un ciglio con quella di un centriolo. I centrioli organizzano l’apparato del fuso su cui si muovono i cromosomi durante la mitosi.

Replicazione del centriolo

I centrioli replicano autonomamente come mitocondri e perossisomi. Iniziano da centri che contengono proteine necessarie per la loro formazione(tubulina, ecc.), quindi si formano i procentrioli. Ognuno cresce un singolo microtubulo da cui si può formare la tripletta. Una volta che un centriolo è fatto, figlia centrioli possono crescere fuori dai tubuli ad angolo retto, come mostrato in questo cartone animato. Questi poi si aggiungono alla cellula figlia (in una cellula divisoria), oppure si spostano verso la periferia e formano il corpo basale per il ciglio.

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Gwen Childs, Ph. D.,FAAA
Professore e presidente
Dipartimento di Neurobiologia e dello Sviluppo Scienze
Università di Arkansas per le Scienze Mediche
Little Rock, AR 72205

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