Hlavný rozdiel - Cilia vs. Flagella

Cilia a flagella sú vonkajšie štruktúry v bunkách, ktoré prispievajú hlavne k pohybu buniek. Cilia sú krátke, vlasom podobné štruktúry, prítomné vo veľkom počte na povrchu niektorých buniek. Bičíky sú dlhé vláknité štruktúry, prítomné v menšom počte iba na jednom konci bunky. Cilia bije v koordinovanom rytme, zatiaľ čo bičíky bijú nezávisle od seba. Cilia sa nachádza iba v eukaryotických bunkách. Bičíky sa nachádzajú v prokaryotických aj eukaryotických bunkách. Organizmy obsahujúce pohyblivé mihalnice aj bičíky môžu byť zoskupené ako undulipodia. The hlavný rozdiel medzi riasinkami a bičíkmi je to mihalnice zabraňujú hromadeniu prachu vo vnútri dýchacích trubíc a vytvárajú tenkú vrstvu sliznice pozdĺž rúrok, zatiaľ čo bičíky používajú hlavne bunky spermií na pohyb cez ženský reprodukčný orgán.

Tento článok vysvetľuje,

1. Čo sú Cilia - Štruktúra, typy, funkcie, vlastnosti 2. Čo sú Flagella - Štruktúra, typy, funkcie, vlastnosti 3. Aký je rozdiel medzi Cilia a Flagella

Čo je Cilia

Cilia sú štíhle, vlasom podobné štruktúry alebo organely, ktoré siahajú z povrchu väčšiny eukaryotických buniek. V eukaryotických bunkách sa nachádzajú dva typy mihalníc: primárne/nepohyblivé mihalnice a pohyblivé mihalnice.

Primár Cilia

Primárne mihalnice sa nachádzajú v každej živočíšnej bunke; jediné primárne cilium sa nachádza vo všetkých bunkách cicavcov. Väčšinou sa nachádzajú v zmyslových orgánoch človeka, ako sú oči a nos. Bunka fotoreceptora vonkajšieho segmentu tyčinky, ktorá sa nachádza v ľudskom oku, sa k svojmu bunkovému telu pripája prostredníctvom špecializovaného cilia. Dendritický gombík čuchového neurónu tiež obsahuje asi desať primárnych mihalníc. Primárne mihalnice sa teda považujú za senzorické bunkové antény, ktoré koordinujú početné signálne dráhy v bunkách. Tieto signálne dráhy môžu byť niekedy spojené s delením a diferenciáciou buniek. Dysfunkcia primárnych mihalníc vedie k chorobám, ako sú genetické ciliopatie, polycystické ochorenia obličiek a vrodené srdcové choroby.

Pohyblivá Cilia

Pohyblivé mihalnice sa nachádzajú vo veľkom počte na povrchu buniek, pričom bijú v koordinovaných vlnách. Pohyblivé mihalnice vo výstelke priedušnice vymetú hlien, ktorý obsahuje nečistoty z pľúc. Porážanie mihalníc vo vajíčkovodoch u žien umožňuje pohyb vajíčka smerom k maternici z vaječníka. Epiteliálne sodíkové kanály sa nachádzajú pozdĺž riasinky, regulujú hladinu tekutiny a kúpajú sa mihalnice. Motilita mihalníc závisí od hladiny tekutiny, ktorá ich obklopuje. Cilia v respiračnom epiteli v pľúcach je znázornená na obrázku 1.

Obrázok 1: Cilia na respiračnom epiteli

Štruktúra Cilia

Cilia sa tvorí počas ciliogenézy. Cytoskelet na báze mikrotubulov, ktorý sa nazýva axonéma, sa nachádza vo vnútri mihalníc. V primárnych mihalniciach obsahuje táto axonéma deväť vonkajších dubletov mikrotubulov (9+0 axoném), ktoré sa spájajú do prstenca. V pohyblivom ciliu sú v strede cilium okrem deviatich vonkajších prstencov dubletov mikrotubulov aj dva centrálne singlety mikrotubulov (9+2 axonémy).

Dynein je proteín, ktorý tvorí mostíky spájajúce susedné dublety mikrotubulov. Dynein sa aktivuje pomocou ATP, aby sa vytvoril ohybový pohyb kĺzaním po susedných dubletoch mikrotubulov. Axonemálny cytoskelet poskytuje väzbové miesta pre molekulárne motorické proteíny, ako je kinezín II. Kinesín II prispieva k prenosu proteínov hore a dole v mikrotubule.

Cilium je na svojej základni pripevnené k bazálne telo, ktoré je organizačným centrom mikrotubulov. Základné telo obsahuje proteíny ako CEP164, CEP170 a ODF2, ktoré regulujú stabilitu a tvorbu cilium. Prechodová zóna medzi axonémom a bazálnym telom slúži ako dokovacia stanica pre motorické proteíny a intraflagelárny transport. Ciliárny koreň je štruktúra cytoskeletu, ktorá má priemer približne 100 nm a pochádza z bazálneho tela a siaha do jadra bunky. Štruktúra pohyblivého cilium je znázornená na obrázku 2.

Obrázok 2: Štruktúra cilium

Funkcia Cilia

Cilium funguje ako nanomobil zložený z približne 600 bielkovín v jeho molekulárnom komplexe, ktorý funguje nezávisle. V epitelových bunkách slúžia primárne mihalnice ako bunkové antény, ktoré poskytujú chemosenzáciu, mechanosenzáciu a termosenzáciu extracelulárneho prostredia. Sprostredkujú bunkové signálne dráhy. Pohyblivé mihalnice tiež hrajú sekrečnú úlohu po prúde toku tekutiny. Väčšina epiteliálnych buniek je riasnatá. Cilia zabraňuje hromadeniu prachu vo vnútri dýchacích trubíc, priedušnice vytvorením tenkej vrstvy sliznice pozdĺž priedušnice. Cilia vo vajíčkových bunkách umožňuje prechod vajíčka pozdĺž vajíčkovodu.

Čo je Flagella

Bičíky sú organely podobné mihalniciam, ktoré vyčnievajú zo strany niektorých prokaryotických alebo eukaryotických buniek. Hlavnou úlohou bičíkov v bunke je bunková lokomócia. Flagella tiež slúži ako zmyslové organely pre chemikálie a teplotu vonkajšieho prostredia. Prokaryotické a eukaryotické bičíky sa líšia svojim zložením. Chlamydomonas obsahujúce bičíky na boku bunky sú znázornené na obrázku 3.

Obrázok 3: Chlamydomonas s ich bičíkmi

Štruktúra Flagella

Sú identifikované tri typy bičíkov: bakteriálne, archaálne a eukaryotické. Bičíky v baktériách sú skrutkovité vlákna, ktoré obsahujú rotačné motory, ktoré sa otáčajú v smere alebo proti smeru hodinových ručičiek. Je možné identifikovať rôzne usporiadania prokaryotických bičíkov. Monotrichózne baktérie podobné Vibrio cholera obsahujú jeden bičík. Viacnásobné bičíky umiestnené na tom istom mieste sa môžu nachádzať v lofotrofilných baktériách. Bázy týchto bičíkov sú obklopené špecializovanou oblasťou bunkovej membrány nazývanou polárna organela. Baktérie pozostávajúce z dvoch bičíkov na každej z dvoch protiľahlých strán sa nazývajú amfitrichózne baktérie. Niektoré spirochety pozostávajú zo špecializovaných bičíkov vychádzajúcich z opačných pólov, ktoré prispievajú ako axiálne vlákno. Peritrichózne baktérie ako E Coli obsahujú projektované bičíky z každého smeru. Usporiadanie bakteriálnych bičíkov je znázornené na obrázku 4.

Obrázok 4: Usporiadanie bičíkov v baktériách

Bakteriálny bičík sa skladá z rotačného motora nazývaného motor, ktorý je tvorený proteínmi. Je poháňaný hybnou silou protónov generovanou H⁺ gradient koncentrácie iónov naprieč bunkovou membránou. Rotor pracuje pri približne 6 000 až 17 000 ot / min. Flagella pracuje pri približne 200 až 1 000 otáčkach za minútu. Rotácia bičíkov môže dosiahnuť 60 dĺžok buniek za sekundu.

Na druhej strane, archaeal flagella sú považované za nehomológne. Eukaryotické bičíky sú štrukturálne podobné eukaryotickým mihalniciam, líšia sa však podľa funkcie. Eukaryotické bunky, ako sú živočíchy, rastliny a prvoky, obsahujú vo svojich bunkách bičíky.

Funkcie Flagella

Bakteriálne a archaálne bičíky sa podieľajú na pohybe buniek a prenášajú bunku na iné miesto z hľadiska požiadaviek na kŕmenie, reprodukciu a cirkuláciu. Cicavčie spermie používajú predovšetkým bičíky na pohyb ženským reprodukčným orgánom, kým sa nestretnú s vajíčkom.

Vnútorné a vonkajšie ramená dyneínu, spájajúce deväť mikrotubulových dubletov, využívajú energiu z hydrolyzovaného ATP na generovanie pohybu podobného vrtuli v bičíku. Prítomnosť nexínu v bičíku poskytuje rovinný, vlnovitý pohyb. Rozdiel medzi rytmom bičíka a cilium je znázornený na obrázku 5.

Obrázok 5: Rozdiel medzi pohybom bičíka a cilium

Rozdiel medzi Cilia a Flagella

Počet na bunku

Cilia: Jedna bunka obsahuje veľký počet mihalníc.

Bičík: Jedna bunka obsahuje menší počet bičíkov.

Tvar

Cilia: Cilia sú krátke, vlasom podobné štruktúry.

Bičík: Bičíky sú dlhé, bičovité štruktúry.

Dĺžka

Cilia: Cilia má dĺžku asi 5 až 10 µm.

Bičík: Bičíky majú dĺžku asi 150 µm.

Štruktúra

Cilia: Primárne mihalnice pozostávajú z 9+0 axonémovej štruktúry a pohyblivé mihalnice pozostávajú z 9+2 axonémovej štruktúry. Obom druhom mihalníc chýba nexín.

Bičík: Bičíky pozostávajú z 9+2 axonémovej štruktúry a nexín sa nachádza medzi dubletmi mikrotubulov, čo vytvára rotačný pohyb v bičíku.

Prítomnosť

Cilia: Cilia sa nachádza iba v eukaryotických bunkách.

Bičík: Bičíky sa nachádzajú v prokaryotických aj eukaryotických bunkách.

Výskyt

Cilia: Cilia sa vyskytuje v celej bunke.

Bičík: Bičíky sa vyskytujú na jednom konci bunky.

Koordinácia

Cilia: Cilia porazila v koordinácii.

Bičík: Flagella bije nezávisle.

Pohyb

Cilia: Cilia ukazuje rozsiahly pohyb alebo kyvadlový zdvih.

Bičík: Bičíky vykazujú vlnovitý pohyb.

Mechanizmus funkcie

Cilia: Cilia používa kinezín, ktorý obsahuje aktivitu ATPázy, produkujúcu energiu na vykonanie pohybu.

Bičík: Bičíky sú poháňané protónovou hybnou silou plazmatickej membrány.

Úloha

Cilia: Cilia zabraňuje hromadeniu prachu v dýchacích trubiciach vytvorením tenkej vrstvy sliznice v trubici.

Bičík: Bičíky používajú hlavne bunky spermií na pohyb a pohon.

Funkcia

Cilia: Cilia sa zúčastňuje procesov, ako je pohyb, kŕmenie a obeh.

Bičík: Flagella sa zúčastňuje pohybu.

Príklady

Cilia: Cilia sa nachádza vo výstelke teliesok, ako sú dýchacie cesty a reprodukčné orgány u cicavcov.

Bičík: Väčšina baktérií, archea a eukaryot pozostáva z bičíkov. Euglena je považovaná za bičíkovitý eukaryot. U cicavcov bunky spermií pozostávajú špeciálne z bičíkov.

Záver

Riasinky aj bičíky sú štrukturálne identické organely; hlavný rozdiel medzi riasinkami a bičíkmi je v ich funkcii, nie v štruktúre. Cilia sú krátke, vlasom podobné štruktúry, nachádzajúce sa vo vysokej hustote na povrchu cicavčích buniek. Cilia vykazujú bitie tam a späť, zatiaľ čo bičíky vykazujú pohyb podobný vrtuli. Riasy sa teda väčšinou podieľajú na kŕmení, reprodukcii a obehu v eukaryotoch a bičíky sa podieľajú hlavne na pohybe. Cilia chráni dýchacie cesty pred hromadením prachu. Cilia vo vajíčkovodoch cicavcov presúva vajíčko z vaječníka do maternice. Na druhej strane sú bičíky zapojené do pohybu spermií smerom k vajíčku cez ženský reprodukčný orgán.

Referencia: 1. "Cilium." Wikipedia. Nadácia Wikimedia, 14. marca 2017. Web. 19. marca 2017. 2. „Bičík“. Wikipedia. Nadácia Wikimedia, 16. marca 2017. Web. 19. marca 2017.

Obrázok so súhlasom: 1. „Bronchiolárny epitel 3 - SEM“ Charles Daghlian - (verejná doména) prostredníctvom Commons Wikimedia2. „Eukaryotický cilium diagram sk“ Autor: LadyofHats - vlastná práca (verejná doména) prostredníctvom Commons Wikimedia3. „Chlamydomonas (10 000 x)“ (verejná doména) prostredníctvom Commons Wikimedia4. „Flagella“ od Adenosine - vlastná práca (CC BY 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia5. „Flagellum-beating“ Od Flagellum-beating.png: Kohidai, L. derivatívna práca: Urutseg (diskusia)-Flagellum-beating.png (CC BY 3.0) cez Commons Wikimedia