该纤毛存在许多细胞类型的质膜的表面上的短突出部丝状。这些结构能够进行振动运动,该振动运动用于细胞运动并在细胞外环境中产生电流。
纤毛排列着许多细胞,长度约为10 µm。通常,纤毛以相当协调的前后运动方式运动。以这种方式,细胞在流体中行进,或者流体在细胞本身的表面上行进。
资料来源:分别:Picturepest,Anatoly Mikhaltsov,Bernd Laber,Deuterostome和Flupke59
膜中的这些延长结构主要由微管组成,并负责真核生物中各种类型细胞的运动。
纤毛是纤毛原生动物群的特征。它们通常存在于杜鹃花中(线虫和节肢动物除外),它们通常位于上皮组织中,形成纤毛上皮。
特点
真核纤毛和鞭毛是非常相似的结构,每个的直径约为0.25 µm。从结构上讲,它们与鞭毛相似,但是在呈现鞭毛的那些细胞中,它们比鞭毛要多得多,在细胞表面有绒毛的外观。
纤毛首先向下移动,然后逐渐拉直,给人以划船运动的感觉。
纤毛的移动方式使每个纤毛略微偏离其最近的邻居的节律(同步节律),从而在细胞表面产生恒定的流体流动。这种协调纯粹是物理上的。
有时细微的微管和纤维系统会结合到基体中,但尚未证明它们在睫状运动中起协调作用。
许多纤毛似乎不具有活动结构的功能,因此被称为原纤毛。大多数动物组织的原纤毛包括输卵管中的细胞,神经元,软骨,四肢发育中的外胚层,肝细胞,导尿管等。
尽管后者不活动,但观察到睫状膜具有许多具有感觉功能的受体和离子通道。
纤毛生物
纤毛是原生动物分类的重要分类学特征。那些通过纤毛运动的主要机制的生物属于“纤毛或纤毛”(Phylum Ciliophora =携带或存在纤毛)。
这些生物之所以得名,是因为细胞表面衬有纤毛,纤毛以受控的节律方式跳动。在这一组中,纤毛的排列变化很大,甚至某些生物体在成年期的早期都没有成年的纤毛。
纤毛虫通常是最大的原生动物,长度在10 µm至3 mm之间,并且在结构上也最复杂,具有广泛的专业领域。纤毛通常以纵向和横向排列。
所有纤毛虫似乎都具有近亲系统,即使在某些时候缺乏纤毛的人也是如此。这些生物中有许多是自由生活的,而其他则是专门的共生体。
结构体
纤毛从与中心粒紧密相关的基体生长而来。基体的结构与嵌入中心体的中心体相同。
基体在轴突微管的组织中具有明显作用,轴突代表纤毛的基本结构,以及纤毛在细胞表面的锚定。
轴突由一组微管和相关蛋白组成。这些微管以奇怪的方式排列和修饰,这是电子显微镜最令人惊讶的发现之一。
通常,微管以特征性的“ 9 + 2”模式排列,其中中央微管对被9个外部微管双合体包围。这种9 + 2构象是从原生动物到人类发现的各种形式纤毛的特征。
微管沿着轴突的长度连续延伸,轴突的长度通常约为10 µm,但在某些细胞中可能长达200 µm。这些微管中的每一个都具有极性,负(-)端连接到“基体或运动体”。
微管特征
轴蛋白的微管与许多蛋白质结合,这些蛋白质以规则的位置突出。它们中的一些作为将微管束捆在一起的交叉链接,而另一些则产生力以产生微管束的运动。
中央一对微管(单个)完整。但是,组成每个外部对的两个微管在结构上是不同的。其中一个称为肾小管“ A”是由13个原丝组成的完整微管,另一个不完整的(肾小管B)由附着在肾小管A上的11个原丝组成。
这九对外部微管通过蛋白“ nexin”的径向桥相互连接并与中心对连接。两个达因素臂连接到每个“ A”小管,这些睫状轴索达因素的运动活性负责击败具有相同构象的鞭毛和其他结构,例如鞭毛。
纤毛运动
纤毛通过轴索的弯曲而移动,轴索是复杂的微管束。纤毛簇以单向波运动。每个纤毛像鞭子一样运动,纤毛完全伸展,然后从其原始位置恢复。
纤毛的运动基本上是由外部微管双峰相对于彼此的滑动产生的,这是由轴突动力蛋白的运动活动驱动的。动力蛋白的碱基与A微管结合,头部基团与相邻的B微管结合。
由于连接轴突外部微管的桥中的神经毒素,一个双联体在另一个上的滑动迫使它们弯曲。后者对应于纤毛运动的基础,对此过程知之甚少。
随后,微管回到其原始位置,使纤毛恢复其静止状态。此过程使纤毛成拱形并产生与表面上的其他纤毛一起为细胞或周围环境提供流动性的效果。
睫状运动的能量
像细胞质动力蛋白一样,睫状动力蛋白具有一个运动结构域,该结构域水解ATP(ATPase活性)以沿着微管向负端移动,并在尾部带有电荷的区域(在该区域中)病例是一个连续的微管。
纤毛几乎连续运动,因此需要以ATP形式提供大量能量。这种能量是由通常位于纤毛起源的基体附近的大量线粒体产生的。
特征
运动
纤毛的主要功能是使液体在细胞表面上移动或推动单个细胞通过液体。
纤毛运动对于许多物种在诸如食物处理,繁殖,排泄和渗透调节(例如,在艳丽的细胞中)以及液体和粘液在细胞层表面上的运动等功能中至关重要。上皮的
某些原虫(如草履虫)的纤毛既负责生物体的活动,又负责生物体或颗粒向口腔内的食物扫掠。
呼吸和喂养
在多细胞动物中,它们起到呼吸和营养作用,将呼吸气体和食物颗粒携带到细胞表面的水上,例如在通过过滤喂养的软体动物中。
在哺乳动物中,气道被毛细胞排列,毛细胞将含有灰尘和细菌的粘液推入喉咙。
纤毛还有助于沿着输卵管扫卵,而鞭毛的相关结构推动精子。这些结构在输卵管中尤为明显,在输卵管中,卵将卵子移入子宫腔。
沿呼吸道排列的毛细胞可以清除粘液和灰尘。在人类呼吸道的上皮细胞中,大量的纤毛(109个/ cm2或更多)将粘液层以及被捕获的灰尘颗粒和死细胞扫入口腔,在其中被吞咽并消除。
纤毛结构异常
在人类中,睫状动力蛋白的某些遗传缺陷会导致所谓的Karteneger综合征或运动性纤毛综合征。该综合征的特征是由于精子不动导致男性不育。
另外,患有这种综合征的人由于呼吸道纤毛麻痹而对肺部感染高度敏感,而肺部纤毛瘫痪无法清除体内的灰尘和细菌。
另一方面,该综合征在早期胚胎发育过程中导致机体左右轴确定方面的缺陷。后者是最近发现的,与体内某些器官的侧向性和位置有关。
由于怀孕期间食用海洛因,可能会出现其他类型的状况。新生儿可能会由于呼吸道上皮纤毛轴突的超微结构改变而出现长时间的新生儿呼吸窘迫。
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