Der Begriff Cilia ist lateinisch für „Wimpern“. Bei einzelligen Organismen sind diese haarähnlichen Strukturen üblich, um die Zelle zu bewegen oder um etwas um die Zelle zu bewegen. Zilien sind auch auf den meisten Zellen des menschlichen Körpers vorhanden. Einige Gewebe im Körper, wie die Eileiter bei Frauen und die Luftröhre, haben auch eine spezielle Art von Flimmerhärchen, die beim Transport von Substanzen entlang der Gewebeoberflächen helfen.
Arten von Zilien im Körper
Im Körper sind Flimmerhärchen auf der Gewebeoberfläche unter anderem dafür verantwortlich, den Menschen vor Keimen in der Lunge zu schützen und eine Eizelle durch den Eileiter zu schieben. Diese Flimmerhärchen werden bewegliche Flimmerhärchen genannt, und sie werden in Gruppen gefunden und schlagen in Wellen. Primäre Flimmerhärchen hingegen werden normalerweise nur einzeln auf Zellen gefunden.
Struktur
Die Struktur eines einzelnen Ziliens ähnelt einer Röhre, und seine langen Fasern werden Mikrotubuli genannt. Diese Mikrotubuli paaren sich oft zu Dubletts, die wiederum einen Ring bilden. Der Querschnitt der Dubletts von Mikrotubuli sieht wie eine 8 aus, weil die beiden Mikrotubuli entlang einer Linie zusammenkleben. Neun Dubletts bilden den größeren Ring in einem sogenannten 9-2-Muster. Wenn Kinesin an eine Seite der Dubletts bindet und nicht an die andere, biegt und krümmt sich das Zilien, ähnlich wie sich die Skelettmuskulatur einer Person zusammenzieht.
Funktionen
Einzellige Eukaryoten, bei denen es sich um Organismen mit Zellen handelt, die einen Zellkern haben, verwenden oft Flimmerhärchen, um sich durch Flüssigkeit zu bewegen. Diese Art von Organismus ist von einem Zytoskelett umgeben, das aus Proteinfilamenten besteht, die es der Zelle ermöglichen, ihre Form zu halten. Ein Zilium heftet sich mit einem Basalkörper an das Zytoskelett der Zelle, wie eine Wurzel Haare an der menschlichen Haut befestigt.
Der Rhythmus der wehenden Zilien wird von Zentriolen gesteuert, bei denen es sich um Organellen innerhalb der Zellwand handelt. Mitochondrien, andere Einheiten innerhalb der Zelle, liefern den Zilien Adenosintriphosphat (ATP), eine zelluläre Energiequelle. Das ATP leitet das chemische Kinesin an, an bestimmte Teile der Zilien zu binden, die ihre Bewegung kontrollieren. Somit sind die Flimmerhärchen in der Lage, sich durch viskose Flüssigkeit zu schlagen oder im Wesentlichen zu schwimmen.
Geißeln
Ähnlich wie Flimmerhärchen sind Geißeln längere solche Haare, die normalerweise einzeln oder zu zweit vorkommen, wie zum Beispiel der Schwanz eines Spermiums. Sie teilen viele Eigenschaften mit Zilien, kommen aber auch auf Prokaryoten vor, bei denen es sich um Organismen mit Zellen handelt, die keinen Kern enthalten. Einige Eukaryoten, die sich mit Flimmerhärchen und Geißeln fortbewegen, finden sich auch in Farnen, auf Algen, auf Bakterien und in vielen Tieren. Diese Anpassung ermöglichte ursprünglich unabhängigen zellulären Kreaturen wie Paramecia, sich auf der Suche nach Nahrung zu bewegen, anstatt zu warten, bis Nahrung zu ihnen kam. Zellen, die Teil größerer Systeme sind, nutzen weiterhin Zilien zu ihrem Vorteil.