Unterschied zwischen Cilia und Flagella
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Hauptunterschied - Cilia vs Flagella
Zilien und Flagellen sind äußere Strukturen in Zellen, die hauptsächlich zur Fortbewegung von Zellen beitragen. Zilien sind kurze, haarartige Strukturen, die auf der Oberfläche einiger Zellen in großer Zahl vorhanden sind. Flagellen sind lange, fadenartige Strukturen, die in geringerer Anzahl nur an einem Ende der Zelle vorhanden sind. Cilia schlagen in einem koordinierten Rhythmus, während Flagellen unabhängig voneinander schlagen. Zilien werden nur in eukaryotischen Zellen gefunden. Flagellen kommen sowohl in prokaryotischen als auch in eukaryotischen Zellen vor. Organismen, die sowohl bewegliche Flimmerhärchen als auch Flagellen enthalten, können als Undulipodien gruppiert werden. Das Main Unterschied zwischen Zilien und Flagellen ist das Zilien verhindern die Ansammlung von Staub in den Atemschläuchen und bilden eine dünne Schleimschicht entlang der Schläuche, wohingegen Flagellen hauptsächlich von Spermazellen verwendet werden, um sich durch das weibliche Fortpflanzungsorgan zu bewegen.
Dieser Artikel erklärt,
1. Was sind Zilien?
- Struktur, Typen, Funktionen, Funktionen
2. Was sind Flagellen?
- Struktur, Typen, Funktionen, Funktionen
3. Was ist der Unterschied zwischen Cilia und Flagella?
Was ist Cilia?
Zilien sind schlanke, haarartige Strukturen oder Organellen, die sich von der Oberfläche der meisten eukaryotischen Zellen erstrecken. In eukaryotischen Zellen werden zwei Arten von Flimmerhärchen gefunden: primäre / nicht bewegliche Flimmerhärchen und bewegliche Flimmerhärchen.
Primäre Zilien
Primäre Zilien sind in jeder Tierzelle zu finden; Ein einziges primäres Cilium wird in allen Säugerzellen gefunden. Sie sind meist in menschlichen Sinnesorganen wie Auge und Nase zu finden. Die im menschlichen Auge befindliche äußere Stäbchen-Photorezeptorzelle ist über ein spezialisiertes Cilium mit ihrem Zellkörper verbunden. Der dendritische Knopf des Riechneurons enthält auch etwa zehn primäre Flimmerhärchen. Daher werden primäre Zilien als sensorische Zellantennen betrachtet, die zahlreiche Signalwege in Zellen koordinieren. Diese Signalwege können manchmal mit Zellteilung und -differenzierung gekoppelt sein. Dysfunktion der primären Flimmerhärchen führt zu Krankheiten wie genetischen Ziliopathien, polyzystischer Nierenerkrankung und angeborener Herzerkrankung.
Bewegliche Zilien
Bewegliche Zilien finden sich in großer Zahl auf der Oberfläche von Zellen und schlagen in koordinierten Wellen. Die beweglichen Flimmerhärchen in der Auskleidung der Trachea kehren den Schleim, der Schmutz enthält, aus der Lunge. Das Schlagen von Zilien in den Eileitern bei Frauen lässt die Bewegung des Eies vom Eierstock in Richtung Uterus zu. Entlang des Ziliens befinden sich epitheliale Natriumkanäle, die den Flüssigkeitsstand regulieren und die Zilien baden. Die Beweglichkeit der Flimmer hängt von dem sie umgebenden Flüssigkeitsstand ab. Zilien auf dem respiratorischen Epithel in der Lunge sind in gezeigt Abbildung 1.
Abbildung 1: Zilien auf dem respiratorischen Epithel
Struktur der Zilien
Zilien werden während der Ziliogenese gebildet. Ein auf Mikrotubuli basierendes Zytoskelett, das als Axonem, wird innerhalb der Zilien gefunden. In primären Zilien enthält dieses Axonem neun äußere Mikrotubuli-Dubletts (9 + 0-Axonem), die sich zu einem Ring zusammenfügen. In beweglichem Cilium befinden sich neben den neun äußeren Mikrotubuli-Dublettenringen zwei zentrale Mikrotubuli-Singuletts (9 + 2 Axonem) in der Mitte des Cilium.
Dynein ist das Protein, das Brücken bildet und die benachbarten Mikrotubuli-Dubletts verbindet. Dynein wird durch ATP aktiviert, um eine Biegebewegung zu erzeugen, indem es über die benachbarten Mikrotubuli-Dubletts gleitet. Das axonemale Zytoskelett stellt Bindungsstellen für molekulare Motorproteine wie Kinesin II bereit. Kinesin II trägt dazu bei, Proteine im Mikrotubulus nach oben und unten zu tragen.
An der Basis ist Cilium an der Basis befestigt Basalkörper, Welches ist das Zentrum für Mikrotubuli. Der Basalkörper enthält Proteine wie CEP164, CEP170 und ODF2, die die Stabilität und Bildung des Ciliums regulieren. Die Übergangszone zwischen Axonem und Basalkörper dient als Andockstation für Motorproteine und für den intraflagellaren Transport. Zilienwurzel ist eine Zytoskelettstruktur mit einem Durchmesser von etwa 100 nm, die vom Basalkörper ausgeht und sich in Richtung des Zellkerns erstreckt. Die Struktur eines beweglichen Ciliums ist in gezeigt Figur 2.
Abbildung 2: Struktur von Cilium
Funktion der Zilien
Ein Cilium arbeitet als Nanomaschine, die aus etwa 600 Proteinen in ihrem Molekülkomplex besteht und unabhängig arbeitet. In Epithelzellen dienen primäre Zilien als Zellantennen, die für die Chemosensation, Mechanosensation und Thermosensation der extrazellulären Umgebung sorgen. Sie vermitteln zelluläre Signalwege. Bewegliche Zilien spielen auch stromabwärts vom Flüssigkeitsstrom eine sekretorische Rolle. Die meisten Epithelzellen sind ciliiert. Zilien verhindern die Ansammlung von Staub in den Atemschläuchen und die Luftröhre, indem sie eine dünne Schleimschicht entlang der Luftröhre bilden. Zilien in den Eileitern ermöglichen den Durchtritt von Eizellen entlang der Eileiter.
Was ist Flagella?
Flagellen sind wimpernartige Organellen, die aus einer Seite einiger prokaryotischer oder eukaryotischer Zellen herausragen. Die Hauptrolle der Flagellen in der Zelle ist die zelluläre Fortbewegung. Flagellen dienen auch als sensorische Organellen für Chemikalien und die Umgebungstemperatur. Prokaryotische und eukaryotische Flagellen unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung. Chlamydomonas, die Flagellen an der Seite der Zelle enthalten, sind in gezeigt Figur 3.
Abbildung 3: Chlamydomonas mit ihren Flagellen
Struktur von Flagella
Es werden drei Arten von Flagellen unterschieden: Bakterien, Archaeal und Eukaryoten. Flagellen in Bakterien sind helikale Filamente, die Drehmotoren enthalten, die sich im oder gegen den Uhrzeigersinn drehen. Es können unterschiedliche Anordnungen der prokaryotischen Flagellen identifiziert werden. Vibrio-Cholera-artige monotrichöse Bakterien enthalten ein einzelnes Flagellum. Mehrere Flagellen, die sich an derselben Stelle befinden, können in lophotrichen Bakterien gefunden werden. Die Basen dieser Flagellen sind von einer speziellen Zellmembranregion umgeben, die als polare Organelle bezeichnet wird. Bakterien, die aus zwei Flagellen in jeder der zwei gegenüberliegenden Seiten bestehen, werden als amphitrichäre Bakterien bezeichnet. Einige Spirochäten bestehen aus spezialisierten Flagellen, die aus entgegengesetzten Polen stammen und als axialer Faden beitragen. Peritriche Bakterien wie E Coli enthalten projizierte Flagellen aus jeder Richtung. Die Anordnung der Bakterienflagellen ist in gezeigt Figur 4.
Abbildung 4: Flagellenanordnungen in Bakterien
Das Bakterienflagellum besteht aus einem Rotationsmotor, dem Motor, der aus Proteinen besteht. Es wird durch die Protonenantriebskraft angetrieben, die vom H erzeugt wird+ Konzentrationsgradient der Ionen über die Zellmembran. Der Rotor arbeitet mit 6.000 bis 17.000 U / min. Flagella arbeitet mit etwa 200 bis 1.000 U / min. Die Rotation der Flagellen kann 60 Zellenlängen pro Sekunde erreichen.
Auf der anderen Seite werden Archaea-Flagellen als nicht homolog betrachtet. Eukaryontische Flagellen sind strukturell den eukaryontischen Zilien ähnlich, unterscheiden sich jedoch je nach Funktion. Eukaryotische Zellen wie Tier, Pflanze und Protist enthalten Flagellen in ihren Zellen.
Funktionen von Flagellen
Bakterien- und Archaea-Flagellen sind an der Fortbewegung von Zellen beteiligt und bewegen die Zelle an einen anderen Ort, um Anforderungen wie Fütterung, Fortpflanzung und Kreislauf zu erfüllen. Säugetierspermien verwenden insbesondere Flagellen, um sich durch das weibliche Fortpflanzungsorgan zu bewegen, bis sie auf die Eizelle treffen.
Innere und äußere Arme von Dynein, die die neun Mikrotubuli-Dubletts verbinden, verwenden die Energie von hydrolysiertem ATP, um im Flagellum eine propellerartige Bewegung zu erzeugen. Das Vorhandensein von Nexin im Flagellum führt zu einer planaren, wellenartigen Bewegung. Der Unterschied zwischen dem Schlagmuster von Flagellum und Cilium ist in gezeigt Abbildung 5.
Abbildung 5: Unterschied zwischen der Bewegung von Flagellum und Cilium
Unterschied zwischen Cilia und Flagella
Anzahl pro Zelle
Cilia: Eine einzelne Zelle enthält eine Vielzahl von Zilien.
Flagella: Eine einzelne Zelle enthält weniger Flagellen.
Gestalten
Cilia: Zilien sind kurze, haarähnliche Strukturen.
Flagella: Flagellen sind lange, peitschenartige Strukturen.
Länge
Cilia: Zilien sind etwa 5-10 µm lang.
Flagella: Flagellen sind etwa 150 µm lang.
Struktur
Cilia: Primäre Zilien bestehen aus 9 + 0 Axonemstruktur und bewegliche Zilien bestehen aus 9 + 2 Axonemstruktur. Bei beiden Arten von Flimmerhärchen fehlt das Nexin.
Flagella: Flagellen bestehen aus einer 9 + 2-Axonem-Struktur, und Nexin wird zwischen Mikrotubuli-Dubletten gefunden, wodurch eine Rotationsbewegung im Flagellum erzeugt wird.
Gegenwart
Cilia: Zilien werden nur in eukaryotischen Zellen gefunden.
Flagella: Flagellen kommen sowohl in prokaryotischen als auch in eukaryotischen Zellen vor.
Auftreten
Cilia: Zilien treten in der gesamten Zelle auf.
Flagella: Flagellen kommen an einem Ende einer Zelle vor.
Koordinierung
Cilia: Cilia schlug in Koordination.
Flagella: Flagellen schlagen unabhängig.
Bewegung
Cilia: Zilien zeigen eine ausladende Bewegung oder einen Pendelschlag.
Flagella: Flagellen zeigen wellenförmige Bewegung.
Mechanismus der Funktion
Cilia: Zilien verwenden Kinesin, das eine ATPase-Aktivität enthält, die Energie erzeugt, um die Bewegung auszuführen.
Flagella: Flagellen werden durch die Protonenbewegungskraft der Plasmamembran angetrieben.
Rolle
Cilia: Zilien verhindern die Ansammlung von Staub in den Atemschläuchen, indem sie eine dünne Schleimschicht im Schlauch bilden.
Flagella: Flagellen werden hauptsächlich von Samenzellen verwendet, um sich zu bewegen und voranzutreiben.
Funktion
Cilia: Zilien sind an Prozessen wie Fortbewegung, Fütterung und Kreislauf beteiligt.
Flagella: Flagella ist an der Fortbewegung beteiligt.
Beispiele
Cilia: Zilien finden sich in der Auskleidung der Körperschläuche wie Atemwege und Fortpflanzungsorgane bei Säugetieren.
Flagella: Die meisten Bakterien, Archaeen und Eukaryoten bestehen aus Flagellen. Euglena gilt als Flagellat-Eukaryont. Bei Säugetieren bestehen die Samenzellen speziell aus Flagellen.
Fazit
Sowohl Zilien als auch Flagellen sind strukturell identische Organellen; Der Hauptunterschied zwischen Zilien und Flagellen besteht in ihrer Funktion und nicht in ihrer Struktur. Zilien sind kurze, haarartige Strukturen, die in hoher Dichte auf der Oberfläche von Säugetierzellen vorkommen. Zilien zeigen ein Hin und Her, während Flagellen eine propellerartige Bewegung zeigen. Daher sind Zilien hauptsächlich an der Fütterung, Reproduktion und Durchblutung von Eukaryoten beteiligt, und Flagellen sind hauptsächlich an der Fortbewegung beteiligt. Zilien schützen die Atemwege vor Staubansammlung. Zilien in den Eileitern der Säugetiere bewegen das Ei von Eierstock zu Gebärmutter. Auf der anderen Seite sind Flagellen daran beteiligt, das Sperma durch das weibliche Fortpflanzungsorgan in Richtung der Eizelle zu treiben.
Referenz:
1. "Cilium" Wikipedia. Wikimedia Foundation, 14. März 2017. Web. 19. März 2017.
2. "Flagellum". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 16. März 2017. Web. 19. März 2017.
Bildhöflichkeit:
1. "Bronchiolares Epithel 3 - SEM" Von Charles Daghlian - (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "Eukaryotic cilium diagram de" Von LadyofHats - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
3. “Chlamydomonas (10000x)” (Public Domain) über Commons Wikimedia
4. "Flagella" von Adenosine - Eigene Arbeit (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia
5. "Flagellum-Beating" Von Flagellum-Beating.png: Kohidai, L.Derivativarbeit: Urutseg (Rede) - Flagellum-Beating.png (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia
