Реснички что это такое в биологии
реснички
Смотреть что такое «реснички» в других словарях:
РЕСНИЧКИ — РЕСНИЧКИ, мелкие, напоминающие волоски выросты на стенках клетки, служащие для питания и передвижения. Реснички присутствуют в больших количествах на некоторых выстилающих клетках тела, например, в дыхательном тракте. Колебательные движения… … Научно-технический энциклопедический словарь
РЕСНИЧКИ — тонкие ните или щетинковидные выросты клеток, способные совершать ритмические Движения. Характерны для инфузорий, ресничных червей, у позвоночных и человека для эпителиальных клеток дыхательных путей, яйцеводов, матки. Движения ресничек… … Большой Энциклопедический словарь
РЕСНИЧКИ — РЕСНИЧКИ, чек, ед. а, и, жен. 1. см. ресницы. 2. Тонкие нитевидные отростки на клетках животных, растений (спец.). | прил. ресничный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
реснички — См. Фимбрии (Источник: «Словарь терминов микробиологии») … Словарь микробиологии
реснички — жгутики Выросты клеточной мембраны у некоторых клеток растительного и животного мира [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии Синонимы жгутики EN cilia … Справочник технического переводчика
Реснички — Изображение ресничек на поверхности трахеи, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа Р … Википедия
реснички — чек, чкам; мн. (ед. ресничка, и; ж.). 1. Уменьш. ласк. к Ресницы. 2. Биол. Тонкие нитевидные отростки на клетках животных, растений. Бактерии покрыты ресничками. Листики обросли по краям ресничками. * * * реснички тонкие ните или щетинковидные… … Энциклопедический словарь
РЕСНИЧКИ — Отростки, по форме напоминающие реснички, идущие от поверхности различных клеток (например, в бронхах) … Толковый словарь по психологии
Реснички — тонкие ните или щетинковидные выросты поверхности клеток, способные совершать ритмические движения. Среди простейших характерны для инфузорий (См. Инфузории). У некоторых низших многоклеточных животных (Ресничные черви) Р. свойственны… … Большая советская энциклопедия
Реснички — суть двигающиеся нити или волоски, покрывающие некоторые протоплазменные массы или клетки и служащие для них органами передвижения; своим преобладающим в том или другом направлении движением определяют передвижение клеток или масс в ту или другую … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Ресничка – определение, функция и структура
Определение ресничек
Ресничка, или реснички (множественное число), представляют собой небольшие волосоподобные выпуклости снаружи эукариотических клеток. Они несут главную ответственность за передвижение, любой из клетка сам или жидкости на поверхности клетки. Они также участвуют в механорецепции. Существует даже класс микроорганизмов, названных в честь этих небольших структур. Ciliates – это простейшие, которые имеют реснички, которые они используют как для передвижения, так и для кормления.
Структура ресничек
Ресничка состоит из микротрубочек, покрытых плазматическая мембрана, Микротрубочки представляют собой небольшие полые палочки, изготовленные из белка тубулина. Каждая ресничка содержит девять пар микротрубочек, образующих наружу кольца, и две центральные микротрубочки. Эта структура известна как аксонема, а компоновка – «9 + 2», вездесущая в подвижных ресничках. Микротрубочки скрепляются с помощью сшивания белков. Между девятью внешними парами находятся моторные белки, называемые динеином.
Реснички прикрепляют к клетке на базальном теле. Основное тело состоит из микротрубочек, расположенных в виде девяти тройок. Триплеты образуются, когда дублеты с ресничек соединяются дополнительными микротрубочек из клетки. Две центральные микротрубочки заканчиваются перед входом в базальное тело.
Моторные белки (динеин) представляют собой большие гибкие молекулы, которые позволяют ресничкам быть подвижными. Белки Hydrolyze Спс за энергию. Поскольку белки активируются, они претерпевают конформационные изменения, которые допускают сложные движения. Молекулы динеина по существу ползут вдоль микротрубочек, подтягивая соседний дублет вверх и снова прикрепляясь вниз. Поскольку дублеты прикрепляются друг к другу через сшивающие белки, они могут скользить только на короткое расстояние вдоль друг друга. Это движение вызывает изгиб ресничек.
Реснички очень маленькие структуры – размером около 0,25 мкм в диаметре и до 20 мкм в длину. Там, где они присутствуют, они находятся в большом количестве на поверхности клетки. Реснички действуют как весла, бьются взад и вперед, создавая движение.
Функция ресничек
Реснички играют важную роль в передвижении. Это может включать движение самой клетки или других веществ и объектов мимо клетки. В некоторых организмах, известных как инфузории, реснички ответственны за движение организм в целом. Например, в одноклеточный протисты Парамеция, реснички покрывают поверхность организма и отвечают как за движение, так и за питание. В дополнение к покрытию внешней части организма реснички также выравнивают ротовую канавку, перемещая пищу в «рот» организма.
Реснички могут помочь удалить загрязняющие вещества из органов или ткань помогая перемещать жидкости по клетке. Слизистая оболочка носоглотки и трахеи покрыта ресничками. Эти реснитчатые эпителиальные клетки удаляют слизь, бактерии и другой мусор из легких. Другим примером является футеровка маточных труб. Реснички здесь отвечают за помощь в оплодотворение движением яйца к матка.
Киноцилии – это особый тип ресничек, обнаруживаемый на апикальных концах волосковых клеток позвоночных. Наряду со стереоцилией, неподвижными наборами актиновых филаментов, связанных с ресничками, они участвуют в слухе и равновесии (механорецепция).
викторина
1. Из чего состоят реснички?A. микрофиламентовB. МикротрубочкиC. кератинD. актин
Ответ на вопрос № 1
В верно. Реснички состоят из микротрубочек, расположенных в 9 + 2 формации.
2. Какой тип организма не имеет ресничек?A. бактерииB. ПротистыC. растенияD. животные
Ответ на вопрос № 2
верно. Реснички встречаются на эукариотических клетках. Прокариоты, такие как бактерии, имеют жгутики для передвижения. Эукариотические жгутики похожи на реснички как по строению, так и по функции. Прокариотические жгутики вместо этого сделаны из белка флагеллина и перемещаются вращением.
3. Что из перечисленного не является функцией ресничек?A. передвижениеB. питающийC. репродукцияD. Борьба с инфекциейE. Ни один из вышеперечисленных
Ответ на вопрос № 3
Е верно. Реснички функционируют в самых разных ролях, связанных с движением. В то время как передвижение клетки или организма (инфузории) является очевидной функцией, движение ресничек через ткань или клетку для удаления бактерий или для содействия оплодотворению также осуществляется ресничками.
Реснички и жгутики: сжатая характеристика, строение и роль в клетках
Как прокариотические, так и эукариотические клетки могут содержат структуры, известные как реснички и жгутики. Эти выросты на поверхности клеток помогают в их движение.
Особенности и функции
Реснички и жгутики являются выростами из некоторых клеток необходимые для клеточной локомоции (передвижения). Они также помогают перемещать вещества вокруг клеток и направлять их к нужным участкам.
Реснички и жгутики образуются из специализированных групп микротрубочек, называемых базальными телами.
Если выросты короткие и многочисленные, их называют ресничками. Если они длиннее и менее многочисленны (обычно только один или два), они называются жгутиками.
Строение
Обычно реснички и жгутики имеют сердцевину, состоящую из микротрубочек, соединенных с плазматической мембраной, расположенных по схеме 9+2. Кольцо из девяти микротрубочек имеет в своем центре две особые микротрубочки, которые сгибают реснички или жгутики. Этот тип организации встречается в устройстве большинства ресничек и жгутиков эукариотических клеток.
Где встречаются?
Как реснички, так и жгутики встречаются во многих типах клеток. Например, у спермы многих животных, водорослей и даже папоротников есть жгутики. Реснички можно найти в клетках таких тканей, как дыхательные пути и женский репродуктивный тракт.
В ресничка (из латинский ‘ресница’; [1] множественное число реснички) является органелла на эукариотических клетках в форме тонкого выступа, который выступает из гораздо более крупного Тело клетки. [2]
Есть два типа ресничек: подвижный и неподвижный реснички. Неподвижные реснички еще называют первичные реснички которые служат сенсорными органеллами. Большинство типов клеток млекопитающих обладают единственной неподвижной первичной ресничкой, которая функционирует как клеточная антенна. [3] [4] Исключение составляют обонятельные нейроны, которые обладают несколькими неподвижными ресничками и клетками преходящего эмбриональный узел, которые обладают уникальными подвижными ресничками, известными как узловые реснички, критически важное для установления асимметрии тела слева направо. [5]
У эукариот подвижные реснички и жгутики (вместе известные как ундулиподии) структурно похожи, хотя иногда делаются различия по функциям или длине. [6] [7] Неподвижные реснички (называемые первичными ресничками) передают сигналы из окружающей среды или других клеток. [8] [9]
Содержание
Первичные реснички
У животных неподвижные первичные реснички обнаруживаются почти на всех типах клеток, за исключением клеток крови. [2] Большинство клеток имеют только одну, в отличие от клеток с подвижными ресничками, за исключением обонятельные сенсорные нейроны, где рецепторы запаха расположены, каждая из которых имеет около десяти ресничек. Некоторые типы клеток, такие как фоторецепторные клетки сетчатки, обладают высокоспециализированными первичными ресничками. [10]
Хотя первичная ресничка была обнаружена в 1898 году, в течение столетия ее игнорировали и считали рудиментарный органелла без важной функции. [11] [2] Недавние открытия, касающиеся его физиологической роли в химиочувствительности, передаче сигналов и контроле роста клеток, показали его важность для функционирования клеток. Его важность для биологии человека была подчеркнута открытием его роли в разнообразной группе болезней, вызываемых дисгенезия или дисфункция ресничек, например поликистоз почек, [12] врожденный порок сердца, [13] и дегенерация сетчатки, [14] называется цилиопатии. [15] [16] В настоящее время известно, что первичная ресничка играет важную роль в функционировании многих органов человека. [2] [3]
Реснички собираются во время грамм1 фаза и разбираются до митоза. [17] Разборка ресничек требует действия Киназа Aurora A. [18] Современное научное понимание первичных ресничек рассматривает их как «сенсорные». сотовый антенны, которые координируют многие клеточные сигнальные пути, иногда связывая передачу сигналов с подвижностью ресничек или, альтернативно, с делением и дифференцировкой клеток ». [19] Ресничка состоит из подобластей [ требуется разъяснение ] и окружен плазматической мембраной, непрерывной с плазматической мембраной клетки. У многих ресничек базальное тельце, где берет начало ресничка, расположено внутри мембранного впячивания, называемого цилиарным карманом. Мембрана реснички и микротрубочки базального тельца соединены дистальными отростками (также называемыми переходными волокнами). Пузырьки, несущие молекулы для ресничек, прикрепляются к дистальным придаткам. Дистальнее переходных волокон формируют переходную зону, где вход и выход молекул регулируется в реснички и из них. Некоторая передача сигналов с этими ресничками происходит посредством связывания лиганда, такого как Ежик сигнализация. [20] Другие формы передачи сигналов включают G-сопряженные рецепторы, включая рецептор соматостатина 3 в нейрональных клетках. [21]
Подвижные реснички
Более крупные эукариоты, такие как млекопитающие, имеют подвижные реснички также. Подвижные реснички обычно присутствуют на поверхности клетки в большом количестве и бьются согласованными волнами. [22]
Функционирование подвижных ресничек сильно зависит от поддержания оптимального уровня перицилиарной жидкости, омывающей реснички. Эпителиальные натриевые каналы ENaC которые специфически экспрессируются по всей длине ресничек, по-видимому, служат датчиками, которые регулируют уровень жидкости, окружающей реснички. [23] [25]
Инфузории микроскопические организмы, обладающие подвижный исключительно реснички и используют их либо для передвижения, либо просто для перемещения жидкости по их поверхности.
Узловые реснички
Узловые реснички присутствуют только в начале развивающийся эмбрион. [5] Узловая ресничка похожа по строению на примитивную ресничку, поскольку не имеет центрального аппарата, но имеет динеиновые руки которые позволяют ему двигаться или вращаться в круговом направлении. Вращение происходит по часовой стрелке, и это заставляет поток внеэмбриональной жидкости перемещаться через узловой поверхность, направленная влево. Первичные реснички вокруг узловых ресничек ощущают направленный поток, который активируется узловая сигнализация, устанавливая левостороннее направление. [5]
Структура
Внутри ресничек и жгутики это микротрубочка-основан цитоскелет называется аксонема. Аксонема первичной реснички обычно имеет кольцо из девяти внешних дуплетов микротрубочек (называемых 9 + 0 аксонема), а аксонема подвижной реснички имеет, помимо девяти внешних дублетов, два центральных синглета микротрубочек (называемые 9 + 2 аксонемы). Аксонема действует как каркас для аксонемных внутренних и внешних динеиновых плеч, которые перемещают подвижные реснички, и обеспечивает дорожки для молекулярный мотор белки, такие как Кинезин II, которые переносят белки по длине ресничек посредством процесса, называемого внутрижгутичным транспортом (IFT). [2] [26] [27] IFT является двунаправленным, а ретроградный IFT использует цитоскелетный динеиновый двигатель 2, чтобы двигаться обратно к телу клетки. Ресничка окружена мембраной, прилегающей к плазматической мембране, но отличной от нее по составу. [28]
Ресничный корешок
Ресничный корешок представляет собой структуру, подобную цитоскелету, которая берет свое начало от базального тела на проксимальном конце реснички. Корешки обычно имеют диаметр 80-100 нм и содержат поперечные бороздки, распределенные через равные промежутки времени примерно 55-70 нм. Важным компонентом корешка является ROotletin. [29]
Переходная зона
Для достижения своего отличного состава самая проксимальная область реснички состоит из переходной зоны, которая контролирует, какие белки могут входить в ресничку и выходить из нее. [30] [31] [32] В переходной зоне Y-образные структуры соединяют ресничную мембрану с подлежащей аксонемой. Контроль избирательного проникновения в реснички может включать решетчатую функцию переходной зоны. Унаследованные дефекты компонентов переходной зоны вызывают цилиопатии, такие как синдром Жубера. Структура и функция переходной зоны сохраняются у разных организмов, включая позвоночных, C. elegans, D. melanogaster и Chlamydomonas reinhardtii. У млекопитающих нарушение переходной зоны снижает изобилие ресничек ассоциированных с мембраной ресничных белков, таких как те, которые участвуют в передаче сигнала Hedgehog, ставя под угрозу Hedgehog-зависимое эмбриональное развитие числа пальцев и формирование паттерна центральной нервной системы.
Реснички против жгутиков
Хотя им были даны разные названия, подвижные реснички и жгутики имеют почти идентичную структуру и одно и то же назначение: движение. Движение придатка можно описать как волну. Волна имеет тенденцию исходить от основания реснички и может быть описана в терминах частоты (частота биений ресничек или CBF), амплитуды и длины волны. Биение создается за счет того, что динеиновая рука структурирует скольжение внешних дуплетов, и берет начало в аксонеме, а не в базальном теле. Ключевое различие между этими двумя структурами состоит в том, что в эукариотическом организме, таком как человек, жгутики используются для движения клетки, а реснички используются для перемещения веществ по поверхности. Примером каждого из них может быть жгутик сперматозоида и ресничка эпителиальной ткани легких, которая удаляет инородные частицы. Подвижные реснички и жгутики обладают одинаковыми 9 + 2 аксонемы структура. Число 9 указывает количество дублетов, присутствующих вокруг внешнего края отростка, а число 2 относится к центральной паре независимых микротрубочек. В первичных и других неподвижных ресничках аксонема не имеет центральной пары, что приводит к 9 + 0 аксонема структура. [33]
Производство ресничек
Реснички образуются в процессе цилиогенез. Первым шагом является стыковка базального тела с растущей цилиарной мембраной, после чего формируется переходная зона. Строительные блоки цилиарной аксонемы, такие как тубулины, добавляются на кончиках ресничек в процессе, который частично зависит от внутрижладжковый транспорт (ЕСЛИ T). [34] [35] Исключение составляют сперматозоиды дрозофилы и Плазмодий falciparum образование жгутиков, при которых реснички собираются в цитоплазме. [36]
В основании реснички, где она прикрепляется к телу клетки, находится центр организации микротрубочек, базальное тело. Некоторые белки базального тела, такие как CEP164, ODF2 [37] и CEP170, [38] необходимы для формирования и устойчивости ресничек.
Функция
В динеин в аксонеме образует мосты между соседними дублетами микротрубочек. Когда АТФ активирует моторный домен динеина, он пытается пройти по соседнему дублету микротрубочек. Это заставило бы соседние дублеты скользить друг по другу, если бы не присутствие Нексин между дублетами микротрубочек. Таким образом, сила, создаваемая динеином, вместо этого преобразуется в изгибающее движение. [39]
Чувство внеклеточной среды
Некоторые первичные реснички на эпителиальный клетки эукариот действуют как сотовые антенны, предоставляя химиочувствительность, термочувствительность и механочувствительность внеклеточной среды. [40] [3] Эти реснички затем играют роль в передаче определенных сигнальных сигналов, включая растворимые факторы во внешней клеточной среде, a секреторный роль, в которой растворимый белок высвобождается, чтобы оказывать влияние ниже по течению потока жидкости, и опосредование потока жидкости, если реснички подвижный. [40] Немного эпителиальный клетки реснитчатые, и они обычно существуют как лист поляризованных клеток, образующих трубку или канальец с ресничками, выступающими в просвет. Эта сенсорная и сигнальная роль ставит реснички на центральную роль в поддержании локальной клеточной среды, и, возможно, именно поэтому ресничные дефекты вызывают такой широкий спектр болезней человека. [16] У эмбриона мыши реснички используются для направления потока внеклеточной жидкости. Это движение влево используется эмбрионом мыши для создания лево-правой асимметрии по средней линии эмбриона. Центральные реснички координируют свое вращательное биение, в то время как неподвижные реснички по бокам ощущают направление потока. [41]
Клиническое значение
Дефекты ресничек могут привести к ряду заболеваний человека. [16] [42] Генетические мутации, нарушающие нормальное функционирование ресничек, цилиопатии, может вызывать хронические заболевания, такие как первичная цилиарная дискинезия (PCD), нефронофтиз или же Синдром Сеньора – Лёкена. Кроме того, дефект первичной реснички в почечный каналец клетки могут привести к поликистоз почек (ДОК). При другом генетическом заболевании, называемом Синдром Барде-Бидля (BBS) продукты мутантных генов являются компонентами базального тельца и ресничек. [15]
Отсутствие функциональных ресничек в фаллопиевы трубы может вызвать внематочная беременность. Удобренный яйцеклетка не может достичь матка если реснички не могут его туда переместить. В таком случае яйцеклетка имплантируется в фаллопиевы трубы, вызывая трубная беременность, наиболее частая форма внематочной беременности. [43]
Как отмечалось выше, эпителиальные натриевые каналы ENaC которые выражены по длине ресничек, регулируют уровень жидкости, окружающей реснички. Мутации, снижающие активность ENaC, приводят к мультисистемной псевдогипоальдостеронизм, что связано с проблемами фертильности. [23] В кистозный фиброз что является результатом мутаций в хлоридном канале CFTR, Активность ENaC усиливается, что приводит к серьезному снижению уровня жидкости, что вызывает осложнения и инфекции дыхательных путей. [25]
Поскольку жгутик человеческого сперматозоида на самом деле представляет собой модифицированную ресничку, дисфункция ресничек также может быть причиной мужского бесплодия. [44]
Интересно, что существует связь первичной цилиарной дискинезии с лево-правыми анатомическими аномалиями, такими как situs inversus (комбинация результатов, известных как Синдром Картагенера) и другие гетеротаксические дефекты. Эти лево-правые анатомические аномалии также могут привести к врожденный порок сердца. [45] Было показано, что правильная функция ресничек ответственна за нормальную лево-правую асимметрию у млекопитающих. [46]
Цилиопатии как примеры полиорганных наследственных заболеваний
Результаты генетических исследований начала 2000-х годов показали, что многие генетические нарушения, обе генетические синдромы и генетические заболевания, которые ранее не упоминались в медицинской литературе, на самом деле могут быть тесно связаны с основная причина разнообразного набора медицинских симптомы которые клинически видны в беспорядок. Они были сгруппированы как возникающий класс болезней называется цилиопатии. Основная причина может быть в дисфункциональном молекулярном механизме первичных / неподвижных ресничек, органеллы которые присутствуют во многих различных клеточных типах во всем человек тело.
Дефекты ресничек отрицательно влияют на многочисленные важные сигнальные пути, необходимые для эмбрионального развития и физиологии взрослых, и, таким образом, предлагают правдоподобную гипотезу для часто мультисимптомный характер разнообразных цилиопатий. [15] [16] Известные цилиопатии включают: первичная цилиарная дискинезия, Синдром Барде-Бидля, поликистозная почка и болезнь печени, нефронофтиз, Синдром Альстрёма, Синдром Меккеля-Грубера, Синдром Сенсенбреннера и некоторые формы дегенерация сетчатки. [15] [40]
Разные результаты, вызванные дисфункцией ресничек, могут быть результатом аллелей разной силы, которые по-разному или в разной степени нарушают функции ресничек. Многие цилиопатии наследуются по менделевской манере, но специфические генетические взаимодействия между отдельными функциональными комплексами ресничек, такими как переходная зона и комплексы BBS, могут изменять фенотипические проявления рецессивных цилиопатий. [47] [48]