纤毛定义,结构,形成,类型,函数,例子

纤毛定义

纤毛是一种像上面的微小的毛发阑尾真核细胞为不同的方式提供一种不同的机动手段原生动物和动物。

  • “纤毛”一词是拉丁词,意思是睫毛,指的是该结构的微小睫毛状外观。
  • Cilia在Phylum Ciliophora的原生动物中最突出,其特征在于纤毛的存在。
  • 在脊椎动物等复杂动物的不同组织中发现了纤毛细胞,它们有不同的功能。
  • 纤毛不同于鞭毛它们在细胞上大多较长且数量较少。纤毛与鞭毛在组成、运动、功能等方面也有所不同。

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纤毛
图像来源:Ladyofhats..使用biorender.com创建
  • 纤毛只存在于真核细胞中,而不存在于原核生物如细菌中。相反,细菌含有被称为纤毛的其他结构,其功能与纤毛相似。
  • 在细胞表面上,纤毛可以以膜的形式或以组的短行发生以形成CIRRI。
  • 纤毛的运动多有节律性,单个纤毛不能独立运动。
  • 纤毛最基本的功能是通过液体表面的运动,但在某些情况下,这些可以充当机械敏感和喂养的结构。
  • 这种功能在单细胞和多细胞生物中也不同,就像在人类中一样,存在于不同上皮中的纤毛参与了各种物质通过管腔的运动。
  • 有些细胞可能产生静止的细胞质突起,称为静纤毛微管.因此,静纤毛被认为不同于真正的纤毛,即动纤毛。
  • 通过用刮刀扰乱青蛙的咽部上皮,可以轻松地研究纤毛的结构和组成,并在a下观察显微镜

饺子的结构

纤毛是膜结合的,含有微管的含量,并占地面积进入细胞外空间的衍生突起。这些是结构弹性的,但也具有柔性和动态,具有不同的机制来控制其组成和功能。纤毛分为两种类型;运动纤毛和不运动纤毛,基于纤毛轴突微管的模式。除了轴突外,两种纤毛的基本结构总体相同。

饺子的结构

图:纤毛的结构。图像来源:Ladyofhats.

以下是在超微结构中观察到的纤毛部分;

1.纤毛膜

  • 纤毛膜是纤毛的外层覆盖物,它包围着纤毛的内部轴突和核心。
  • 膜与细胞膜连续但与其总体组成中的细胞膜不同。膜约为9.5nm厚,蛋白质少于细胞膜。
  • 有些存在于膜中的蛋白质是纤毛特有的,在防止ATP和其他离子的损失方面起着至关重要的作用,这些离子需要特定浓度的ATP和其他离子来为纤毛运动提供能量。
  • 特别是在单细胞生物中,特异性受体和通道蛋白也局部化在睫状膜中。
  • 所有体细胞纤毛中的睫状膜含有由称为纤毛项链的多链组成的膜内的区域。
  • 纤毛项链在粒子从细胞质通过粒子的过程中充当番荔枝入口的选择性屏障。

2.纤毛矩阵

  • 由含水基质形成的睫状膜内的空间是纤毛基质。基质由嵌入式微管组成,形成纤毛的轴突。

3.轴索

  • 纤毛最重要的结构是称为轴突的基本微管结构。
  • Axoneme在纤毛内形成轴向结构,该结构负责纤毛的动力。
  • 纤毛的轴突直径约为0.2-10μm,长度范围为几微米至1-2毫米。
  • 运动纤毛含有由9+2排列的微管组成的轴突。微管由九个双线排列,围绕着中央一对单线微管。
  • 微管由睫状尖端的αβ-管蛋白的异二聚体聚合,在睫状尖端的快速聚合末端。
  • 轴突中还含有外部和内部Dynein臂,径向尖峰和中心对突起。这些结构上有数百种蛋白质负责纤毛组装以及它们的功能。

纤毛形成机制/纤氯化

  • 细胞内纤毛的形成过程,通常称为纤毛发生,发生在几个阶段。
  • 纤毛的生物发生是一个高度复杂、复杂和受调控的过程,在许多细胞器、细胞机制和信号通路的帮助下发生。
  • 纤毛的形成在细胞分裂的有丝分裂循环之后开始,使得自由羟基硅酸酯可以经历轴突核。
  • 该过程中的离心机获取各种远端和副肢体阑尾。远端阑尾与后GOLGI囊泡相互作用,该囊泡达到沿甲孔的睫状膜延伸并将其熔至细胞膜。
  • 成型纤毛的位置和定向取决于基体和半硅基的原始定位。
  • 纤毛形成的最后一步是由各种分子马达和相关蛋白质形成实际的轴突。
  • 在此步骤中,通过该方法在远端生长端组装微管蛋白蛋白亚基,称为细胞内途径。
  • 在细胞外途径中,基体在轴索生长之前存在于顶端膜上,并且遵循蛋白质积累。
  • 纤毛的稳定依赖于微管蛋白的翻译后修饰,通过乙酰化和去糖化。
  • 纤毛形成所需的蛋白质都是在细胞质中产生的,并通过鞭毛内运输运输到纤毛。
  • 即使在完成之后,均匀地将新的微管蛋白蛋白连续加入纤毛中,但随着较旧的管蛋白开始降解,纤毛的长度不会改变。
  • 纤氯酶的所有步骤都经过不同的机制,并且系统的任何变化可能会影响纤毛的结构和运动。

类型的纤毛

1.初级纤毛

  • 初生纤毛是在大多数哺乳动物细胞中发现的单生、不活动的纤毛,从极化和分化细胞的顶端伸出。
  • 原发性纤毛是专门的细胞细胞器,如其他细胞细胞器,如线粒体,内质网和高尔基装置。
  • 在轴突中的9 + 0个微管的情况下,原发性纤毛与其他类型的纤毛分化。
  • 这些细胞缺乏负责纤毛运动的中央单线微管。纤毛通过以中心粒为核的基部体固定在细胞上。
  • 初级纤毛是由齐默尔曼在1898年发现的,但在1968年由谢尔盖·索罗金命名。
  • 对于初生纤毛的功能和结构的解释有不同的假设。
  • 第一个假设是,原发性纤毛是从祖先养成的患有动机纤毛的痕迹细胞器。第二个状态对于对细胞周期的控制至关重要。第三个假设将它们描述为感觉细胞器。
  • 原发性纤毛在哺乳动物体内的不同细胞中发现,如干细胞,上皮,内皮,结缔组织和肌肉细胞。
  • 与运动无关的纤毛通常参与感觉功能。这些纤毛就像天线,接收来自环境的信号,然后将信号转化为信号级联。
  • 这些级联从睫状体隔室开始,并转导到细胞体。睫状膜含有各种受体,通道和参与该方法的信号蛋白。
  • 原发性纤毛采用的信号传导途径是不同的,不同的细胞类型不同。
  • 原发性纤毛的异常形式和功能可能导致称为纤毛病的障碍。这些疾病具有广泛的临床表现,包括BARDET-BIEDL综合征或口服 - 数字综合征。

2. Motile Cilia.

  • Motile Cilia或移动纤毛是纤毛,主要是通过通道参与生物或不同物质的运动。
  • 这些通常见于呼吸道、副鼻窦、输卵管和大脑脑室系统的特殊上皮内层。
  • 运动纤毛大量出现,并以协调的节拍运动,表现为下垂、环状、漏斗状或波状运动。
  • Motile Cilia是唯一一个在用它们用于运动的纤毛中发现的纤毛,或者通过它们的表面移动液体。
  • Motile Cilia由9 + 2结构组成,九个外围微管双倍频和两个中心定位的单线微管。
  • 双极微管由一个完整的a微管和一个不完整的B微管组成,a微管有13个原丝。
  • 双头体通过连接蛋白桥连接在一起,连接蛋白桥负责纤毛的弯曲运动。双线通过径向尖刺连接到中心装置或两个单线。
  • 马达纤毛的运动是通过纤毛周围存在的最佳液体的最佳液体水平来调节。这些纤毛的睫状膜由钠通道组成,用作传感器以确定纤毛周围的流体水平。

3.节点纤毛

  • 节状纤毛是轴突微管9+0排列的运动纤毛,仅存在于胚胎发育早期。
  • 在结构上,节点纤毛与原发性纤毛相似,除了它们含有运动和纺丝所需的Dynein手臂。
  • 这些纤毛可以顺时针方向移动,导致胚胎外液体通过节表面的运动。
  • 这些纤毛在胃肠杆胚胎胚胎中存在于节点或胚胎组织器上的细胞中。
  • Nodal Cilia对于确定胚胎周围的左右左右方向和运动是重要的。
  • 这些纤毛常被涉及接受胚胎周围的感觉反应的原发性纤毛。

纤毛的功能

细胞的功能可能在不同类型的动物以及不同类型的纤毛中不同。以下是纤毛的一些功能;

  1. 纤毛是原生动物纤毛门中主要的运动器官。这种运动是对环境变化的一种反应,也是将细胞外液体从生物体表面移动。
  2. 有些生物体利用纤毛的有节奏的运动来清除不需要的物质、其他微生物和黏液来预防疾病。
  3. 存在于人类的不同上皮表面中存在的动机纤毛在输卵管中通过卵子或用于去除呼吸道中的纤毛的灰尘颗粒的卵子的移动。
  4. 不同的纤毛在细胞周期调节和器官开发中发挥重要作用。
  5. 非运动纤毛或初生纤毛表面有不同的蛋白质和受体,作为化学受体。肾脏的初级纤毛和视网膜的初级纤毛分别参与尿流的感觉和光的接受。
  6. 在病原生物中,纤毛是重要的毒力因子,可以在不同的表面定殖。
  7. 在某些动物中,纤毛与囊状外体的分泌有关。
  8. Cilia在调节细胞内Ca的信号转导途径中发挥着关键作用2+水平和平面电池极性。

纤毛的例子

1.纤毛ParameCium.

纤毛在草履虫
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  • 纤毛是人体最重要的细胞器之一ParameCium.因为它们参与了通过水的生物的运动,并将食物摄入到胞胎组中。
  • 纤毛在整个体内存在,其中大部分都参与了运动。牙龈中存在的尾部纤毛通常是更长的和非含量的。
  • 此外,纤毛也参与了交配反应的初始步骤ParameCium.因为它参与了共轭。
  • 纤毛将猎物连同水一起扫进口腔沟,这也有助于进食。
  • 内纤毛的结构ParameCium.类似于由基体,轴突和睫状膜组成的其他真核生物中发生的。

2.纤毛在纤毛上皮内

纤毛在纤毛上皮内
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  • 纤毛存在于上皮细胞在人体的不同部位形成纤毛上皮。
  • 这种类型的上皮通常发生在与外部环境紧密和频繁接触的区域中。
  • 呼吸道的纤毛上皮参与将灰尘颗粒、黏液、滞留灰尘和细菌清除出体外。
  • 视网膜和肾的纤毛上皮充当感觉接收的感官结构。
  • 在输卵管中,纤毛将卵子从卵巢移动到输卵管以进行施肥。

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