繊毛は、多くの細胞型の原形質膜の表面に存在する短いフィラメント状の突起です。これらの構造は、細胞運動および細胞外環境での電流の生成に役立つ振動運動が可能です。
多くの細胞は、約10 µmの長さの繊毛で覆われています。一般に、繊毛はかなり協調して前後に動きます。このようにして、細胞は流体を通って移動するか、または流体は細胞自体の表面を移動する。
出典:それぞれ:Picturepest、Anatoly Mikhaltsov、Bernd Laber、Deuterostome、Flupke59
膜のこれらの延長された構造は、主に微小管によって構成され、真核生物のさまざまな種類の細胞の動きの原因です。
繊毛は繊毛原虫のグループの特徴です。それらは通常、真正中生動物(線虫および節足動物を除く)に存在し、一般に上皮組織に位置し、繊毛上皮を形成します。
特徴
真核生物の繊毛と鞭毛は非常によく似た構造で、それぞれの直径は約0.25 µmです。構造的には鞭毛に似ていますが、それらを提示する細胞では鞭毛よりもはるかに多く、細胞表面に絨毛のような外観をしています。
繊毛は最初に下に移動し、次に徐々に真っすぐになり、漕ぎの動きのような印象を与えます。
繊毛は、それぞれが最も近くにあるリズム(異時性リズム)からわずかに外れるような方法で移動し、細胞表面上に一定の流体の流れを生成します。この調整は純粋に物理的なものです。
微小管と繊維の精巧なシステムが基底体に加わることもありますが、それらが毛様体運動において協調的な役割を果たすことは証明されていません。
多くの繊毛は可動構造として機能していないようで、一次繊毛と呼ばれています。ほとんどの動物組織には、卵管、ニューロン、軟骨、発達中の四肢の外胚葉、肝細胞、尿管などの細胞を含む一次繊毛があります。
後者は可動性ではありませんが、毛様体膜には感覚機能を持つ多数の受容体とイオンチャネルがあることが観察されました。
繊毛生物
繊毛は、原生動物の分類にとって重要な分類学的特性です。移動の主なメカニズムが繊毛によるものである生物は、「繊毛虫または繊毛虫」(繊毛繊毛=繊毛を運ぶまたは存在させる)に属します。
これらの生物は、細胞表面が制御された律動的な方法で拍動する繊毛で裏打ちされているため、その名前を得ています。このグループ内では、繊毛の配置が大きく異なり、一部の生物でさえ、成虫には繊毛がなく、ライフサイクルの初期段階に存在しています。
繊毛虫は通常、長さが10 µmから3 mmの最大の原生動物であり、広範な特殊化を伴う最も構造的に複雑なものでもあります。繊毛は一般的に縦と横の行に配置されます。
すべての繊毛虫は、ある時点で繊毛を欠いているものであっても、親族のシステムを持っているように見えます。これらの生物の多くは自由生活であり、他の生物は特殊な共生生物です。
構造
繊毛は、中心体に密接に関連している基底体から成長します。基底体は中心体に埋め込まれている中心体と同じ構造をしています。
基底体は、繊毛の基本的な構造を表す軸索の微小管の組織化と、繊毛の細胞表面への固定に明確な役割を果たします。
軸糸は、一連の微小管と関連タンパク質で構成されています。これらの微小管は、奇妙なパターンで配置および変更されており、電子顕微鏡法の最も驚くべき発見の1つでした。
一般に、微小管は、特徴的な「9 + 2」パターンで配置されます。このパターンでは、微小管の中央のペアが、9つの外側微小管ダブレットで囲まれています。この9 + 2の構造は、原生動物から人間に見られるものまで、あらゆる種類の繊毛に特徴的です。
微小管は、通常約10 µmの長さである軸糸の長さに沿って連続的に伸びますが、一部の細胞では200 µmにも及ぶ場合があります。これらの微小管にはそれぞれ極性があり、マイナス(-)の端が「基底体またはキネトソーム」に接続されています。
微小管の特徴
軸糸の微小管は、規則的な位置に突出する多数のタンパク質と関連しています。それらのいくつかは一緒に微小管束を含むクロスリンクとして機能し、他のものは同じの動きを生成する力を生成します。
中央の微小管のペア(個体)が完成しました。ただし、外側のペアのそれぞれを構成する2つの微小管は構造的に異なります。細管「A」と呼ばれるそれらの1つは13のプロトフィラメントで構成される完全な微小管であり、他の不完全な(細管B)は細管Aに接続された11のプロトフィラメントで構成されます。
これらの9つのペアの外側の微小管は、タンパク質「ネキシン」の放射状ブリッジによって互いに、および中央のペアに接続されています。2つのダイニンアームが各 "A"細管に取り付けられており、これらの毛様体軸索性ダイニンの運動活動は、繊毛や鞭毛などの同じ構造を持つ他の構造を破る原因となります。
繊毛の動き
繊毛は、微小管の複雑な束である軸糸の屈曲によって動かされます。繊毛のクラスターは一方向の波で移動します。各繊毛は鞭のように動き、繊毛は完全に伸ばされ、その後元の位置から回復します。
繊毛の動きは、基本的には、軸索性ダイニンの運動活動によって駆動される、互いに対する外側微小管ダブレットのスライドによって生成されます。ダイニンのベースはA微小管に結合し、ヘッドグループは隣接するB細管に結合します。
軸糸の外部微小管を結合する橋のネキシンのため、1つのダブレットを別のダブレットの上にスライドさせると、それらが曲がります。後者は繊毛の動きの基礎に対応し、その過程についてはまだほとんどわかっていません。
その後、微小管は元の位置に戻り、繊毛を静止状態に戻します。このプロセスにより、繊毛がアーチ状になり、表面の他の繊毛と一緒に細胞または周囲の環境に可動性を与える効果を生み出します。
繊毛運動のエネルギー
細胞質ダイニンと同様に、繊毛ダイニンにはモータードメインがあり、ATP(ATPase活性)を加水分解して、微小管に沿ってマイナス端に向かって移動します。ケースは隣接する微小管です。
繊毛はほぼ連続的に移動するため、ATPの形で大量のエネルギーを必要とします。このエネルギーは、繊毛が発生する基底体の近くに通常豊富にある多数のミトコンドリアによって生成されます。
特徴
移動
繊毛の主な機能は、細胞表面上で液体を移動させること、または液体を通して個々の細胞を推進することです。
毛様体の動きは、食品の取り扱い、繁殖、排泄、浸透圧調節などの機能(たとえば、華やかな細胞)や、細胞層の表面での体液や粘液の動きなど、多くの種にとって不可欠です。上皮。
ゾウリムシなどの一部の原生動物の繊毛は、生物の可動性と、食物のための口腔内への生物または粒子の掃引の両方に関与しています。
呼吸と摂食
多細胞動物では、それらは呼吸と栄養で機能し、細胞表面の水を介して呼吸ガスと食物粒子を運びます。たとえば、餌が濾過による軟体動物です。
哺乳類では、気道は有毒な粘液を含む粘液を喉に押し込む有毛細胞で覆われています。
繊毛はまた、卵管に沿って卵を掃くのに役立ち、関連構造であるべん毛が精子を推進します。これらの構造は、卵が子宮腔内に移動する卵管で特に顕著です。
粘液やほこりを浄化する気道を覆う有毛細胞。人間の気道を覆う上皮細胞では、多数の繊毛(109 / cm2以上)が粘液の層を捕捉し、ほこりの粒子や死んだ細胞とともに、飲み込んで排除します。
繊毛の構造異常
ヒトでは、毛様体ダイニンのいくつかの遺伝的欠陥がいわゆるカルテネガー症候群または運動性繊毛症候群を引き起こします。この症候群は、精子不動による男性の不妊症を特徴とします。
さらに、この症候群の人は、気道の繊毛が麻痺しているため、肺の感染症にかかりやすく、埃や細菌を取り除くことができません。
一方、この症候群は、初期胚発生時の体の左右軸の決定に欠陥を引き起こします。後者は最近発見され、身体の特定の器官の側性と位置に関連しています。
このタイプの他の状態は、妊娠中のヘロインの摂取が原因で発生する可能性があります。新生児は、呼吸上皮の繊毛の軸索の超微細構造の変化により、新生児の呼吸窮迫が長期化することがあります。
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