İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Kirpikler Nedir?
- Flagella Nedir?
- Kirpiklerin İşlevleri
- Flagella'nın İşlevleri
- Kirpikler ile İlgili Hastalıklar
- Flagella ile İlgili Hastalıklar
Kirpikler ve flagella, hücrelerdeki iki farklı tür mikroskobik eklentidir. Kirpikler hem hayvanlarda hem de mikro organizmalarda bulunur, ancak çoğu bitkilerde bulunmaz. Flagella bakterilerde ve ökaryot gametlerinde mobilite için kullanılır. Hem kirpikler hem de flagellalar, hareket işlevlerine hizmet eder, ancak farklı şekillerde. Her ikisi de bir motor proteini olan dynein'e ve çalışmak için mikrotüplere dayanır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Kirpikler ve flagella, itici güç sağlayan duyusal araçlar, temizleme mekanizmaları ve canlı organizmalarda sayısız diğer önemli fonksiyonlar sağlayan hücrelerdeki organellerdir.
Kirpikler Nedir?
Cilia, 17. yüzyılın sonlarında Antonie van Leeuwenhoek tarafından keşfedilen ilk organellerdi. “Hayvancıklar” da (muhtemelen protozoa) olarak tanımladığı hareketli (hareketli) kirpikleri, “küçük bacakları” gözlemledi. Hareketsiz kirpikler çok daha sonra mikroskoplarla gözlemlenmiştir. Kirpikler hayvanlarda, hemen hemen her hücre türünde, evrimdeki birçok tür üzerinde koruma altına alınmıştır. Ancak, bazı kirpikler bitkilerde gamet şeklinde bulunabilir. Kirpikler, plazma zarı tarafından kaplanan siliyer aksoneme denilen bir düzende mikrotüplerden yapılır. Hücre gövdesi siliyer proteinler yapar ve bunları aksonemin ucuna taşır; bu sürece intrasilier veya intraflagellar transport (IFT) denir. Halen, bilim adamları insan genomunun yaklaşık yüzde 10'unun kiriaya ve onların oluşumlarına adanmış olduğunu düşünüyor.
Kirpikler, 1 ila 10 mikrometre uzunluğundadır. Bu saç benzeri eklenti organelleri, hücreleri hareket ettirmenin yanı sıra malzemeleri hareket ettirmek için de çalışır. Yiyecekleri ve oksijen taşınımını sağlamak için istiridye gibi su türleri için sıvıları hareket ettirebilirler. Kirpikler, enkaz ve potansiyel patojenlerin vücudu istila etmesini önleyerek hayvanların akciğerlerinde solunum ile yardımcı olur. Kirpikler flagelladan daha kısadır ve daha büyük miktarlarda konsantre olur. Bir dalga etkisi oluşturan bir grupta neredeyse aynı anda hızlı bir şekilde hareket etme eğilimindedirler. Kirpikler ayrıca bazı protozoaların hareketine de yardımcı olabilir. İki tür kirpik vardır: hareketli (hareketli) ve hareketli olmayan (veya birincil) kirpikler ve her ikisi de IFT sistemleri üzerinden çalışır. Motil kirpikler hava yolu geçitlerinde ve akciğerlerde ve ayrıca kulak içinde bulunur. Hareketsiz kirpikler birçok organda bulunur.
Flagella Nedir?
Flagella, bakteri ve ökaryot gametlerinin yanı sıra bazı protozoaların taşınmasına yardımcı olan eklentilerdir. Flagella kuyruk gibi tekil olma eğilimindedir. Genellikle kirpiklerden daha uzundurlar. Prokaryotlarda, flagella, rotasyonlu küçük motorlar gibi çalışır. Ökaryotlarda daha yumuşak hareketler yaparlar.
Kirpiklerin İşlevleri
Kirpikler, hücre döngüsünün yanı sıra kalpte olduğu gibi hayvan gelişiminde de rol oynar. Kirpikler seçici olarak bazı proteinlerin düzgün çalışmasına izin verir. Kirpikler ayrıca hücresel iletişim ve moleküler kaçakçılığı rol oynamaktadır.
Motil kirpikler, 9 + 2'lik dokuz dış mikrotübül çiftinin yanı sıra iki mikrotübülün merkezi ile düzenlenmiştir. Hareketli kirpikler, ritmik dalgalanmaları kullanarak, kirleri, tozları, mikroorganizmaları ve mukusları temizlerken, hastalıkları önlemek için maddeleri temizler. Bu yüzden solunum yollarının astarlarında bulunurlar. Hareketli kirpikler, hücre dışı sıvıyı hem algılayabilir hem de hareket ettirebilir.
Hareketsiz veya birincil olan kirpikler, hareketli kirpiklerle aynı yapıya uymaz. Merkez mikrotübül yapı içermeyen bireysel ek mikrotübüller şeklinde düzenlenirler. Dinein kollarına sahip değillerdir, bu nedenle genel hareketsizliklerine sahiptirler. Uzun yıllar boyunca, bilim adamları bu birincil kirpiklere odaklanmadılar ve bu nedenle işlevlerinin çok azını biliyorlardı. Hareketsiz kirpikler, sinyalleri algılayan, hücreler için duyusal aparat görevi görür. Duyusal nöronlarda çok önemli rol oynarlar. Hareketsiz kirpikler idrar akışını algılamak için böbreklerde ve retinanın fotoreseptörlerinde gözlerde bulunabilir. Fotoreseptörlerde, hayati proteinleri fotoreseptörün iç bölümünden dış bölüme taşıma işlevini görürler; bu işlev olmadan fotoreseptörler ölürdü. Kirpikler sıvı akışını algıladıklarında, hücre büyümesi değişime neden olur.
Kirpikler yalnızca boşluktan ve duyusal işlevlerden daha fazlasını sağlar. Ayrıca hayvanlarda simbiyotik mikrobiyomlar için habitatlar veya işe alım alanları sağlarlar. Kalamar gibi suda yaşayan hayvanlarda, bu mukus epitelyal dokuları yaygın oldukları ve iç yüzeyleri olmadığı için daha doğrudan gözlenebilir. Konak dokularda iki farklı tür kirpik popülasyonu bulunur: biri bakteriler gibi küçük partiküller boyunca dalgalanan ancak daha büyük olanları dışlayan uzun kirpikler ve çevresel sıvıları karıştıran kısa dayak kirpikleri. Bu kirpikler mikrobiyom ortakları toplamak için çalışır. Bakterileri ve diğer küçük parçacıkları korunaklı bölgelere kaydırır, aynı zamanda sıvıları karıştırır ve bakterilerin istenen bölgeyi kolonize edebilmesi için kimyasal sinyalleri kolaylaştırır. Bu yüzden kirpikler bakterileri filtreler, temizler, lokalize eder, seçer ve toplar ve kireçli yüzeyler için yapışmayı kontrol eder.
Ekosomların veziküler sekresyonuna katıldığı, aynı zamanda siliaların da keşfedildiği bulunmuştur. Daha yeni bir araştırma, silia ve hücresel yollar arasındaki ve hücresel iletişimin yanı sıra hastalıklarla ilgili içgörü sağlayabilecek etkileşimleri ortaya koymaktadır.
Flagella'nın İşlevleri
Flagella prokaryotlarda ve ökaryotlarda bulunabilir. Bakteriler üzerindeki yüzeylerinden uzağa 20 mikrometreye ulaşan birkaç proteinden oluşan uzun filament organellerdir. Tipik olarak, flagella kirpiklerden daha uzundur ve hareket ve itici güç sağlar. Bakteriyel flagella filament motorları dakikada 15.000 devir (rpm) kadar hızlı dönebilir. Flagella'nın yüzme kabiliyeti, yiyecek ve besin aramak, üreme veya istilacı konakçılar için olsun, işlevlerinde yardımcı olur.
Bakteriler gibi prokaryotlarda, flagella tahrik mekanizmaları olarak işlev görür; Bakterilerin sıvılar içerisinde yüzebilmeleri için ana yoldur. Bakterilerdeki bir flagellum, tork için bir iyon motoruna, motor torkunu ileten bir kancaya ve bir filamente veya bakteriyi iten uzun kuyruk benzeri bir yapıya sahiptir. Motor, filamentin davranışını dönüştürebilir ve etkileyebilir, bakteri için seyahat yönünü değiştirir. Flagellum saat yönünde hareket ederse bir süper bobin oluşturur; Birkaç flagella bir demet oluşturabilir ve bunlar bir bakteri düz bir yolda ilerletmeye yardımcı olur. Ters yönde döndürüldüğü zaman, filament daha kısa bir süper bobin yapar ve flagella demeti parçalara ayrılarak yol açar. Deneyler için yüksek çözünürlük eksikliğinden dolayı, bilim adamları flagellar hareketi öngörmek için bilgisayar simülasyonları kullanırlar.
Bir akışkandaki sürtünme miktarı, filamentin nasıl süper sarılacağını etkiler. Bakteriler, Escherichia coli'de olduğu gibi birkaç flagella'yı barındırabilir. Flagella, bakterilerin bir yönde yüzmesini ve ardından gerektiği şekilde dönmesini sağlar. Bu, döngüleri itmek ve çekmek dahil çeşitli yöntemler kullanan döner helisel flagella vasıtasıyla çalışır. Başka bir hareket yöntemi, hücre gövdesi etrafındaki bir demet içinde sarılarak elde edilir. Bu şekilde, flagella hareketi tersine çevirmeye de yardımcı olabilir. Bakteriler zorlu alanlarla karşılaştığında, konumlarını, demetlerini yeniden yapılandırma veya parçalarına ayırmalarını sağlayarak konumlarını değiştirebilirler. Bu polimorfik durum geçişi, itme ve çekme durumları tipik olarak sarılmış durumlardan daha hızlı olduğu için farklı hızlara izin verir. Bu, farklı ortamlarda yardımcı olur; örneğin, sarmal demet bir bakteri, tirbuşon etkisi olan viskoz bölgelerden geçirebilir. Bu bakteriyel keşfe yardımcı olur.
Flagella bakteriler için hareket sağlar, fakat aynı zamanda patojen bakterilerin konakçıları kolonize etmelerine ve dolayısıyla hastalıkları iletmelerine yardımcı olmaları için bir mekanizma sağlar. Flagella, bakterileri yüzeylere tutturmak için bir döndür ve yapıştır yöntemi kullanır. Flagella ayrıca konukçu dokuya yapışmayı sağlayan köprüler veya iskeleler olarak da işlev görür.
Ökaryotik flagella kompozisyondaki prokaryotlardan ayrışır. Ökaryotlardaki Flagella, çok daha fazla protein içerir ve aynı genel hareket ve kontrol düzenleriyle hareketli silyalara bazı benzerlikler taşır. Flagella sadece hareket için değil aynı zamanda hücre beslenmesinde ve ökaryotik üremede yardımcı olmak için de kullanılır. Flagella, flagella hareketliliği sağlayan sinyal molekülleri için gerekli olan bir protein kompleksinin taşınması olan intraflagellar taşıma kullanır. Flagella, Mastigophora protozoa gibi mikroskobik organizmalar üzerinde bulunur veya daha büyük hayvanların içinde bulunabilir. Bir dizi mikroskobik parazit, aynı zamanda, konakçı bir organizma boyunca yolculuklarına yardımcı olan flagella'ya sahiptir. Bu protist parazitlerin flagellaları ayrıca böcekler gibi vektörlere yapışmaya yardımcı olan bir paraflagellar çubuk veya PFR'yi taşır. Ökaryotlardaki bazı diğer flagella örnekleri arasında sperm gibi gamet kuyrukları bulunur. Flagella ayrıca süngerlerde ve diğer su türlerinde de bulunabilir; Bu canlılardaki flagella, solunum için suyun taşınmasına yardımcı olur. Ökaryotik flagella da neredeyse minik anten veya duyusal organellere hizmet eder. Bilim adamları ökaryotik flagella için fonksiyon genişliğini anlamaya başladı.
Kirpikler ile İlgili Hastalıklar
Son bilimsel keşifler, kirpikler ile ilgili mutasyonların veya diğer kusurların bir takım hastalıklara neden olduğunu bulmuştur. Bu şartlara kardiyopatiler denir. Onlardan acı çeken bireyleri derinden etkiler. Bazı siliyopatiler arasında bilişsel bozukluk, retina dejenerasyonu, işitme kaybı, anosmi (koku duyusu kaybı), kraniyofasiyal anormallikler, akciğer ve hava yolu anormallikleri, sol-sağ asimetri ve buna bağlı kalp defektleri, pankreas kistleri, karaciğer hastalığı, kısırlık, polidaktik ve böbrek anomalileri bulunmaktadır. kistler gibi diğerleri arasında. Ek olarak, bazı kanserlerin siliopatilerle bağlantısı vardır.
Siliya disfonksiyonu ile ilgili bazı böbrek hastalıkları nefronofitis ve hem otozomal dominant hem de otozomal resesif polikistik böbrek hastalığını içerir. Arızalı kirpikler idrar akışını tespit etmediğinden kist gelişimine neden olan hücre bölünmesini durduramaz.
Kartagener sendromunda, dynein kol disfonksiyonu, bakteri ve diğer maddelerin solunum yollarının etkisiz bir şekilde temizlenmesini sağlar. Bu tekrarlanan solunum yolu enfeksiyonlarına neden olabilir.
Bardet-Biedl sendromunda silia malformasyonu retina dejenerasyonu, polidaktilite, beyin hastalıkları ve obezite gibi sorunlara yol açar.
Kalıtsal olmayan hastalıklar sigara kalıntıları gibi kirpiklerdeki hasara neden olabilir. Bu bronşit ve diğer sorunlara yol açabilir.
Patojenler aynı zamanda, kirpikli bitkilerin normal simbiyotik beslenmesini, örneğin kirpikli atımın azalmasına neden olan ve dolayısıyla patojenin bir substrata yapışmasına ve insan hava yollarının enfeksiyonuna yol açmasına izin veren, patojenlerin salıverilmesine neden olur.
Flagella ile İlgili Hastalıklar
Bir dizi bakteriyel enfeksiyon flagella fonksiyonuyla ilgilidir. Patojenik bakteri örnekleri Salmonella enterica, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa ve Campylobacter jejuni'dir. Bakterilerin konukçu dokuları istila etmesine yol açan bazı etkileşimler meydana gelir. Flagella, ana substrat üzerinde satın alım arayan bağlanma probları olarak işlev görür. Bazı Fitobakteriler, bitki dokularına yapışmak için flagellalarını kullanırlar. Bu, meyve ve sebzelerin insan ve hayvanları enfekte eden bakterilere ikincil konukçu olma gibi üretime yol açar. Bir örnek Listeria monocytogenes ve elbette E. coli ve Salmonella, gıda kaynaklı hastalıkların rezil ajanlarıdır.
Helicobacter pylori, flagellumunu mukus içerisinde yüzmek ve mideyi kaplayarak koruyucu mide asidinden kaçmak için kullanır. Mukoza kaplamaları, bu filavayı flagella'yı bağlayarak tuzağa düşürmek için immün bir savunma işlevi görür, ancak bazı bakteriler tanıma ve yakalamadan kaçmanın birkaç yolunu bulur. Flagella'nın filamentleri bozulabilir, böylece konakçı onları tanıyamaz veya ifadeleri ve hareketleri kapatılabilir.
Kartagener'in sendromu ayrıca flagella'yı da etkiler. Bu sendrom, mikrotüpler arasındaki dynein kollarını bozar. Sonuç, flagella'dan yüzmek ve yumurtaları döllemek için gereken iticiliği olmayan sperm hücreleri nedeniyle kısırlıktır.
Bilim adamları kirpikler ve flagellalar hakkında daha fazla şey öğrendikçe ve organizmalardaki rollerini daha fazla açıkladıkça, hastalıkların tedavisi ve ilaç yapımında yeni yaklaşımlar izlenmelidir.