silia adalah proyeksi filamen pendek hadir pada permukaan membran plasma dari banyak jenis sel. Struktur ini mampu melakukan gerakan getaran yang berfungsi untuk penggerak seluler dan untuk penciptaan arus di lingkungan ekstraseluler.
Banyak sel dilapisi dengan silia yang panjangnya kira-kira 10 m. Secara umum, silia bergerak dalam gerakan bolak-balik yang cukup terkoordinasi. Dengan cara ini, sel bergerak melalui cairan atau cairan bergerak di permukaan sel itu sendiri.
Sumber: Masing-masing: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Struktur memanjang dalam membran ini terutama terdiri dari mikrotubulus dan bertanggung jawab untuk pergerakan dalam berbagai jenis sel pada organisme eukariotik.
Silia adalah karakteristik dari kelompok protozoa bersilia. Mereka biasanya hadir di eumetazoans (kecuali pada nematoda dan arthropoda), di mana mereka umumnya terletak di jaringan epitel, membentuk epitel bersilia.
Indeks artikel
Karakteristik
Silia dan flagela eukariotik adalah struktur yang sangat mirip, masing-masing dengan diameter sekitar 0,25 m. Secara struktural mereka mirip dengan flagela, namun pada sel-sel yang menyajikannya mereka jauh lebih banyak daripada flagela, memiliki penampilan berbulu di permukaan sel.
Silia pertama-tama bergerak ke bawah dan kemudian secara bertahap diluruskan, memberi kesan gerakan mendayung.
Silia bergerak sedemikian rupa sehingga masing-masing sedikit keluar dari ritme dengan tetangga terdekatnya (irama metachronous), menghasilkan aliran cairan yang konstan di atas permukaan sel. Koordinasi ini murni fisik.
Kadang-kadang sistem mikrotubulus dan serat yang rumit bergabung dengan badan basal, tetapi belum terbukti bahwa mereka memainkan peran koordinasi dalam gerakan silia.
Banyak silia tampaknya tidak berfungsi sebagai struktur bergerak dan disebut silia primer. Sebagian besar jaringan hewan memiliki silia primer termasuk sel-sel di saluran telur, neuron, tulang rawan, ektoderm dari ekstremitas yang sedang berkembang, sel-sel hati, saluran kemih, antara lain.
Meskipun yang terakhir tidak bergerak, diamati bahwa membran silia memiliki banyak reseptor dan saluran ion dengan fungsi sensorik.
Organisme bersilia
Silia adalah karakter taksonomi penting untuk klasifikasi protozoa. Organisme yang mekanisme penggerak utamanya adalah dengan menggunakan silia termasuk dalam “ciliates atau ciliates” (Filum Ciliophora = yang membawa atau menghadirkan silia).
Organisme ini mendapatkan nama itu karena permukaan sel dilapisi dengan silia yang berdetak secara ritmis terkontrol. Dalam kelompok ini, susunan silia sangat bervariasi dan bahkan beberapa organisme kekurangan silia pada orang dewasa, hadir pada tahap awal siklus hidup.
Ciliata biasanya protozoa terbesar dengan panjang mulai dari 10 m sampai 3 mm, dan mereka juga yang paling kompleks secara struktural dengan berbagai spesialisasi. Silia biasanya diatur dalam baris memanjang dan melintang.
Semua ciliata tampaknya memiliki sistem kekerabatan, bahkan mereka yang tidak memiliki silia di beberapa titik. Banyak dari organisme ini hidup bebas dan yang lainnya adalah simbion khusus.
Struktur
Silia tumbuh dari badan basal yang terkait erat dengan sentriol. Badan basal memiliki struktur yang sama dengan sentriol yang tertanam dalam sentrosom.
Badan basal memiliki peran yang jelas dalam organisasi mikrotubulus aksonem, yang mewakili struktur dasar silia, serta penahan silia ke permukaan sel.
Aksonem terdiri dari satu set mikrotubulus dan protein terkait. Mikrotubulus ini diatur dan dimodifikasi sedemikian rupa sehingga menjadi salah satu penemuan mikroskop elektron yang paling mengejutkan.
Secara umum, mikrotubulus diatur dalam pola “9 + 2” yang khas di mana sepasang pusat mikrotubulus dikelilingi oleh 9 rangkap mikrotubulus luar. Konformasi 9 + 2 ini merupakan ciri dari semua bentuk silia dari protozoa hingga yang ditemukan pada manusia.
Mikrotubulus memanjang terus menerus sepanjang aksonema, yang biasanya panjangnya sekitar 10 m, tetapi bisa sepanjang 200 m di beberapa sel. Masing-masing mikrotubulus ini memiliki polaritas, ujung minus (-) melekat pada “badan basal atau kinetosom”.
Karakteristik mikrotubulus
Mikrotubulus aksonem berhubungan dengan banyak protein, yang menonjol dalam posisi teratur. Beberapa dari mereka bekerja sebagai tautan silang yang mengandung bundel mikrotubulus bersama-sama dan yang lain menghasilkan gaya untuk menghasilkan gerakan yang sama.
Pasangan pusat mikrotubulus (individu) lengkap. Namun, dua mikrotubulus yang membentuk masing-masing pasangan luar secara struktural berbeda. Salah satunya disebut tubulus “A” adalah mikrotubulus lengkap yang terdiri dari 13 protofilamen, yang lain tidak lengkap (tubulus B) terdiri dari 11 protofilamen yang melekat pada tubulus A.
Sembilan pasang mikrotubulus luar ini terhubung satu sama lain dan ke pasangan pusat melalui jembatan radial dari protein “nexin”. Dua lengan dynein melekat pada setiap tubulus “A”, dengan aktivitas motorik dynein aksonemik silia ini bertanggung jawab untuk mengalahkan silia dan struktur lain dengan konformasi yang sama seperti flagela.
Pergerakan silia
Silia digerakkan oleh fleksi aksonem, yang merupakan kumpulan kompleks mikrotubulus. Kelompok silia bergerak dalam gelombang searah. Setiap silia bergerak seperti cambuk, silia sepenuhnya diperpanjang diikuti oleh fase pemulihan dari posisi semula.
Pergerakan silia pada dasarnya dihasilkan oleh geseran doublet mikrotubulus luar relatif satu sama lain, didorong oleh aktivitas motorik dynein aksonemia. Basis dynein berikatan dengan mikrotubulus A dan kelompok kepala berikatan dengan tubulus B yang berdekatan.
Karena nexin di jembatan yang bergabung dengan mikrotubulus eksternal aksonem, geser satu doublet di atas yang lain memaksa mereka untuk menekuk. Yang terakhir ini sesuai dengan dasar pergerakan silia, suatu proses yang masih sedikit diketahui.
Selanjutnya, mikrotubulus kembali ke posisi semula, menyebabkan silia mendapatkan kembali keadaan istirahatnya. Proses ini memungkinkan silia untuk melengkung dan menghasilkan efek yang, bersama-sama dengan silia lain di permukaan, memberikan mobilitas ke sel atau lingkungan sekitarnya.
Energi untuk gerakan silia
Seperti dynein sitoplasmik, dynein silia memiliki domain motorik, yang menghidrolisis ATP (Aktivitas ATPase) untuk bergerak di sepanjang mikrotubulus menuju ujung minusnya, dan daerah ekor pembawa muatan, yang dalam hal ini adalah mikrotubulus yang berdekatan.
Silia bergerak hampir terus menerus, dan karenanya membutuhkan pasokan energi yang besar dalam bentuk ATP. Energi ini dihasilkan oleh sejumlah besar mitokondria yang biasanya berlimpah di dekat badan basal, di mana silia berasal.
Fitur
Pergerakan
Fungsi utama silia adalah untuk memindahkan cairan di atas permukaan sel atau mendorong sel-sel individu melalui cairan.
Pergerakan silia sangat penting bagi banyak spesies dalam fungsi seperti penanganan makanan, reproduksi, ekskresi dan osmoregulasi (misalnya, dalam sel flamboyan) dan pergerakan cairan dan lendir di atas permukaan lapisan sel epitel.
Silia di beberapa protozoa seperti Paramecium bertanggung jawab untuk mobilitas organisme dan menyapu organisme atau partikel menuju rongga mulut untuk makanan.
Pernapasan dan makan
Pada hewan multiseluler, mereka berfungsi dalam respirasi dan nutrisi, membawa gas pernapasan dan partikel makanan di atas air di permukaan sel, seperti misalnya pada moluska yang makannya dengan penyaringan.
Pada mamalia, saluran udara dilapisi oleh sel-sel rambut yang mendorong lendir yang mengandung debu dan bakteri ke tenggorokan.
Silia juga membantu menyapu telur di sepanjang saluran telur, dan struktur terkait, flagel, mendorong sperma. Struktur ini terutama terlihat di saluran tuba di mana mereka memindahkan sel telur ke dalam rongga rahim.
Sel-sel rambut yang melapisi saluran pernapasan, yang membersihkannya dari lendir dan debu. Dalam sel epitel yang melapisi saluran pernapasan manusia, sejumlah besar silia (109 / cm2 atau lebih) menyapu lapisan lendir, bersama dengan partikel debu yang terperangkap dan sel-sel mati, ke dalam mulut, di mana mereka ditelan dan dibuang.
Kelainan struktural pada silia
Pada manusia, beberapa kelainan herediter dari dynein silia menyebabkan apa yang disebut sindrom Karteneger atau sindrom silia imotil. Sindrom ini ditandai dengan kemandulan pada pria akibat imobilitas sperma.
Selain itu, pengidap sindrom ini memiliki kerentanan tinggi terhadap infeksi paru-paru karena kelumpuhan silia di saluran pernapasan, yang gagal membersihkan debu dan bakteri yang bersarang di dalamnya.
Di sisi lain, sindrom ini menyebabkan cacat dalam penentuan sumbu kiri-kanan tubuh selama perkembangan embrio awal. Yang terakhir ditemukan baru-baru ini dan terkait dengan lateralitas dan lokasi organ tertentu dalam tubuh.
Kondisi lain dari jenis ini dapat terjadi karena konsumsi heroin selama kehamilan. Bayi baru lahir dapat mengalami gangguan pernapasan neonatus yang berkepanjangan karena perubahan ultrastruktural aksonema silia di epitel pernapasan.
Referensi
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Biologi sel esensial . New York: Ilmu Garland. Edisi ke-2.
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Biologi Molekuler Sel . Garland Science, Taylor dan Francis Group.
- Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: ilmu pengetahuan dan alam . Pendidikan Pearson.
- Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Sel. (hal. 397-402). Marban.
- Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Prinsip Terpadu zoologi . New York: McGraw-Hill. Edisi ke- 14 .
- Jiménez García, L.J & H. Merchand Larios. (2003). Biologi Seluler dan Molekuler . Meksiko. Editorial Pearson Education.
- Sierra, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG & Cardelús, RB (2001). Hubungan antara penggunaan heroin selama kehamilan dan kelainan struktural silia pernapasan pada periode neonatal. Annals of Pediatrics , 55 (4) : 335-338).
- Stevens, A., & Lowe, JS (1998). Histologi manusia . Penjepit Harcourt.
- Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi . Ed. Medis Panamerika.
