Wissenschaft

Zilien- und Flagellenfunktion

Was sind Zilien und Flagellen?

Sowohl prokaryotische als auch eukaryotische Zellen enthalten Strukturen, die als Zilien und Flagellen bekannt sind . Diese Verlängerungen von der Zelloberfläche unterstützen die Zellbewegung. Sie helfen auch dabei, Substanzen in Zellen zu bewegen und den Substanzfluss entlang der Bahnen zu lenken. Zilien und Flagellen werden aus speziellen Gruppierungen von Mikrotubuli gebildet, die als Basalkörper bezeichnet werden. Wenn die Vorsprünge kurz und zahlreich sind, werden sie als Zilien bezeichnet. Wenn sie länger und weniger zahlreich sind (normalerweise nur eine oder zwei), werden sie als Flagellen bezeichnet.

Was sind ihre Unterscheidungsmerkmale?

Zilien und Flagellen haben einen Kern aus Mikrotubuli, die mit der Plasmamembran verbunden und in einem sogenannten 9 + 2-Muster angeordnet sind . Das Muster wird so genannt, weil es aus einem Ring von neun Mikrotubuli-Paarsätzen (Dubletts) besteht, die zwei einzelne Mikrotubuli umgeben. Dieses Mikrotubuli-Bündel in einer 9 + 2-Anordnung wird als Axonem bezeichnet . Die Basis von Zilien und Flagellen ist durch modifizierte Zentriolstrukturen. die als Basalkörper bezeichnet werden, mit der Zelle verbunden . Bewegung wird erzeugt, wenn die neun gepaarten Mikrotubuli-Sätze des Axonems gegeneinander gleiten, wodurch sich Zilien und Flagellen verbiegen. Das Motorprotein Dynein ist für die Erzeugung der für die Bewegung erforderlichen Kraft verantwortlich. Diese Art der Organisation findet sich in den meisten eukaryotischen Zilien und Flagellen.

Was ist ihre Funktion?

Die Hauptfunktion von Zilien und Flagellen ist die Bewegung. Sie sind die Mittel, mit denen sich viele mikroskopisch kleine einzellige und mehrzellige Organismen von Ort zu Ort bewegen. Viele dieser Organismen kommen in wässrigen Umgebungen vor, wo sie durch das Schlagen von Zilien oder die peitschenartige Wirkung von Flagellen angetrieben werden. Protisten und Bakterien verwenden diese Strukturen beispielsweise, um sich auf einen Reiz (Nahrung, Licht), von einem Reiz (Toxin) weg zu bewegen oder ihre Position an einem allgemeinen Ort zu halten. In höheren Organismen werden Zilien häufig verwendet, um Substanzen in eine gewünschte Richtung zu treiben. Einige Zilien funktionieren jedoch nicht in der Bewegung, sondern in der Wahrnehmung. Primäre Zilien , die in einigen Organen und Gefäßen vorkommen, können Veränderungen der Umweltbedingungen erkennen. Zellen, die die Wände von Blutgefäßen auskleiden, veranschaulichen diese Funktion. Die primäre Zilien in Blutgefß – Endothelzellen überwacht die Kraft des Blutflusses durch die Gefäße.

Wo sind Zilien und Flagellen zu finden?

Sowohl Zilien als auch Flagellen kommen in zahlreichen Zelltypen vor. Zum Beispiel haben die Spermien vieler Tiere. Algen und sogar Farne Flagellen. Prokaryontische Organismen können auch ein einzelnes Flagellum oder mehr besitzen. Ein Bakterium kann zum Beispiel haben: ein Flagellum an einem Ende der Zelle (montrichös), eine oder mehrere Flagellen an beiden Enden der Zelle (amphitrichös), mehrere Flagellen an einem Ende der Zelle (lophotrichous) oder Flagellen überall in der Zelle verteilt (peritrichös). Zilien können in Bereichen wie den Atemwegen und dem weiblichen Fortpflanzungstrakt gefunden werden. In den Atemwegen hilft Zilien, Schleim, der Staub, Keime, Pollen und andere Ablagerungen enthält, von der Lunge wegzuwischen. Im weiblichen Fortpflanzungstrakt helfen Zilien, Spermien in Richtung Uterus zu fegen.

Mehr Zellstrukturen

Zilien und Flagellen sind zwei der vielen Arten von internen und externen Zellstrukturen. Andere Zellstrukturen und Organellen umfassen:

  • Zellmembran. Diese äußere Membran von eukaryotischen Zellen schützt die Integrität des Inneren der Zelle.
  • Zytoskelett. Das Zytoskelett ist ein Netzwerk von Fasern, die die interne Infrastruktur der Zelle bilden.
  • Kern. Zellwachstum und -reproduktion werden vom Kern gesteuert.
  • Ribosomen. Ribosomen sind RNA- und Proteinkomplexe, die über die Translation für die Proteinproduktion verantwortlich sind .
  • Mitochondrien. Diese Organellen versorgen die Zelle mit Energie.
  • Endoplasmatische Retikulum. Gebildet durch die Einfaltung der Plasmamembran, das Endoplasmatische Retikulum synthetisiert Kohlenhydraten und Lipiden .
  • Golgi-Komplex. Diese Organelle produziert, lagert und versendet bestimmte zelluläre Produkte.
  • Lysosomen. Lysosomen sind Säcke von Enzymen, die zelluläre Makromoleküle verdauen.
  • Peroxisomen. Diese Organellen helfen, Alkohol zu entgiften, Gallensäure zu bilden und Sauerstoff zum Abbau von Fetten zu verwenden.

Quellen:

  • Boselli, Francesco et al. „Ein quantitativer Ansatz zur Untersuchung der Biegesteifigkeit von Endothelzilien während der Mechanodetektion des Blutflusses in vivo.“ Methods in Cell Biology . 127, Elsevier Academic Press, 7. März 2015, www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0091679X15000072.
  • H Lodish et al. „Zilien und Flagellen: Struktur und Bewegung.“ Molecular Cell Biology , 4. Auflage, WH Freeman, 2000, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21698/.

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