3.12: Вії

Last updated
Save as PDF

Page ID: 5165

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Ці хлисті придатки відходять від поверхні багатьох типів еукаріотичних клітин. Якщо їх багато, то їх називають віями. Якщо тільки один, або кілька, вони є джгутиками. Джгутики також, як правило, довші за вії, але в іншому випадку схожі за конструкцією.

Функція вій і джгутиків

Вії і джгутики переміщають рідину повз поверхні клітини. Для одиночних клітин, таких як сперма, це дозволяє їм плавати. Для клітин, закріплених у тканині, як епітеліальні клітини, що вистилають наші повітряні проходи, це переміщує рідину по поверхні клітини (наприклад, рухаючи слиз, завантажену частинками, до горла). І вії, і джгутики складаються з:

циліндричний масив з 9 ниток, що складається з:
- повна мікротрубочка (А-мікротрубочка), що поширюється в кінчик вії. Коли відбувається розбирання вії, білкові комплекси рухаються вниз від кінчика вії, що рухається по А-мікротрубочках.
- часткова мікротрубочка (B-мікротрубочка), яка не поширюється настільки далеко в кінчик. При зростанні вії її білкові компоненти рухаються вгору до кінчика вії, що рухається по В-мікротрубочках.
- перехресні мости моторного білка диненина, які простягаються від повної мікротрубочки однієї нитки до часткової мікротрубочки сусідньої нитки.
пара одиночних мікротрубочок, що протікають вгору по центру пучка, виробляючи розташування «9+2».
Весь вузол обшитий мембраною, яка є продовженням плазматичної мембрани.

альт — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Вії люб'язно надано Петром Сатиром

Ця електронна мікрофотографія (рис.\(\PageIndex{1}\)) показує вію в поперечному перерізі. Кожна вія (і джгутик) виростає з базального тіла, вбудованого в цитоплазму, і залишається прикріпленим до нього. Базальні тіла ідентичні центриолям і, по суті, виробляються ними. Наприклад, одна з центриолей у розвитку сперматозоїдів - після того, як вона виконає свою роль у розподілі хромосом під час мейозу - стає базальним тілом і виробляє джгутик.

Модель згинання ковзаючої нитки

Рух вій і джгутиків створюється мікротрубочками, що ковзають одна за одною. Для цього потрібні моторні молекули диненина, які пов'язують між собою сусідні мікротрубочки, і енергія АТФ. Динейн здійснює ковзання мікротрубочок один проти одного — спочатку з одного боку, потім з іншого. Згинання вій (і джгутиків) має безліч паралелей зі скороченням скелетних м'язових волокон.

Тестування моделі

Пам'ятайте, часткові мікротрубочки не поширюються так далеко в верхівку, як повні мікротрубочки. Отже, якщо зріз зроблений на невеликій відстані назад від кінчика:

Пряма вія повинна показувати повний візерунок (центр схеми).
У зігнутої вії приблизно половина ниток на верхній стороні повинна бути відведена через більшу дуги з опуклої сторони. Таким чином, часткові мікротрубочки зникнуть, намальовані нижче площини зрізу. Як видно тут, згинання вліво призводить до зникнення часткових мікротрубочок 4, 5, 6, 7 та 8.
Коли війка згинається в іншу сторону, часткові мікротрубочки на протилежному боці зникають, поки вони знову з'являються на тому, що зараз є нижньою або увігнутою стороною.

Електронні мікрофотографії (зроблені Пітером Сатиром) точно підтвердили цю модель.

Інші паралелі

Існують і інші паралелі між ковзаючими нитками скелетної мускулатури і ковзаючими мікротрубочками вій. Обидва харчуються від АТФ. Обидва двигуни - динеїн у віях, міозин у скелетних м'язах - є АТФАЗАМИ, і обидва регулюються іонами кальцію.

Первинна Вія

Рухливі, «9+2», вії зустрічаються тільки на певних клітині в тілі хребетних, наприклад, епітелії, що вистилає дихальні шляхи. Але майже кожна клітина ссавців має - або мала - одну первинну вію. Первинна вія виростає з старшої з двох центриолей, які клітина успадкувала після мітозу. Первинна війка не б'ється, оскільки їй не вистачає центральної пари мікротрубочок; тобто це «9+0». Там, де функції були визначені, всі вони передбачають сенсорний прийом. Деякі приклади такі:

Механорецептори: Первинна вія простягається від верхівкової поверхні епітеліальних клітин, що вистилають ниркові канальці, і контролює потік рідини через канальці. Спадкові дефекти формування цих вій викликають полікістоз нирок.
Хеморецептори: Ми виявляємо запахи за рецепторами на первинній війці нюхових нейронів. Багато типів клітин виявляють позаклітинні сигнальні молекули, наприклад, поживні речовини, фактори росту, гормони, з рецепторами, локалізованими на їх первинній вії. Ці сигнали можуть перетворюватися в ядро, де вони змінюють експресію генів.
Фоторецептори: Зовнішній сегмент стрижнів у сітківці хребетних також походить від первинної вії.