SILIA: CIRI, STRUKTUR, FUNGSI DAN CONTOH - BIOLOGI - 2025

The 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 menciptakan arus di lingkungan ekstraseluler.

Banyak sel dilapisi oleh silia dengan panjang kira-kira 10 µm. Secara umum, silia bergerak dalam gerakan dari belakang ke depan yang terkoordinasi. Dengan cara ini, sel bergerak melalui fluida atau fluida bergerak di atas permukaan sel itu sendiri.

Sumber: Masing-masing: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59

Struktur memanjang dalam membran ini terutama dibentuk oleh mikrotubulus dan bertanggung jawab untuk pergerakan berbagai jenis sel pada organisme eukariotik.

Silia adalah karakteristik dari kelompok protozoa bersilia. Mereka biasanya hadir di eumetazoa (kecuali di nematoda dan arthropoda), di mana mereka umumnya terletak di jaringan epitel, membentuk epitel bersilia.

karakteristik

Silia eukariotik dan flagela adalah struktur yang sangat mirip, masing-masing dengan diameter kira-kira 0,25 µm. Secara struktural mereka mirip dengan flagela, namun dalam sel-sel yang mempresentasikannya mereka jauh lebih banyak daripada flagela, memiliki penampakan vili pada permukaan sel.

Pertama-tama silia bergerak ke bawah dan kemudian secara bertahap meluruskan, memberikan kesan gerakan mendayung.

Silia bergerak sedemikian rupa sehingga masing-masing sedikit keluar dari ritme dengan tetangga terdekatnya (ritme metakron), menghasilkan aliran cairan yang konstan di atas permukaan sel. Koordinasi ini murni fisik.

Kadang-kadang sistem rumit mikrotubulus dan serat bergabung dengan badan basal, tetapi belum terbukti bahwa mereka memainkan peran koordinasi dalam gerakan siliaris.

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 ekstremitas yang sedang berkembang, sel hati, saluran kemih, dan lain-lain.

Meskipun yang terakhir tidak bergerak, diamati bahwa membran siliaris memiliki banyak reseptor dan saluran ion dengan fungsi sensorik.

Organisme bersilia

Silia adalah karakter taksonomi penting untuk klasifikasi protozoa. Organisme yang mekanisme utama penggeraknya melalui silia termasuk dalam "ciliates atau ciliates" (Filum Ciliophora = yang membawa atau menyajikan 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 tidak memiliki silia pada orang dewasa, hadir pada tahap awal siklus hidup.

Ciliata biasanya merupakan protozoa terbesar dengan panjang mulai dari 10 µm hingga 3 mm, dan mereka juga yang paling kompleks secara struktural dengan berbagai spesialisasi. Silia umumnya tersusun dalam barisan longitudinal dan transversal.

Semua ciliata tampaknya memiliki sistem kerabat, bahkan yang tidak memiliki silia di beberapa titik. Banyak dari organisme ini hidup bebas dan lainnya adalah simbion khusus.

Struktur

Silia tumbuh dari badan basal yang berhubungan erat dengan sentriol. Badan basal memiliki struktur yang sama dengan sentriol yang tertanam di sentrosom.

Badan basal memiliki peran yang jelas dalam pengorganisasian mikrotubulus aksonem, yang mewakili struktur fundamental silia, serta penahan silia ke permukaan sel.

Aksonem terdiri dari satu set mikrotubulus dan protein terkait. Mikrotubulus ini disusun dan dimodifikasi dalam pola yang aneh sehingga merupakan salah satu wahyu paling mengejutkan dari mikroskop elektron.

Secara umum, mikrotubulus diatur dalam pola karakteristik "9 + 2" di mana sepasang pusat mikrotubulus dikelilingi oleh 9 doublet mikrotubulus luar. Konformasi 9 + 2 ini merupakan ciri khas semua bentuk silia dari protozoa hingga yang ditemukan pada manusia.

Mikrotubulus memanjang terus menerus sepanjang aksonem, yang biasanya panjangnya sekitar 10 µm, tetapi bisa sepanjang 200 µm di beberapa sel. Masing-masing mikrotubulus ini memiliki polaritas, ujung minus (-) melekat pada “badan basal atau kinetosom”.

Karakteristik mikrotubulus

Mikrotubulus aksonem dikaitkan dengan banyak protein, yang menonjol dalam posisi teratur. Beberapa dari mereka bekerja sebagai tautan silang yang berisi bundel mikrotubulus bersama-sama dan yang lainnya menghasilkan gaya untuk menghasilkan gerakan yang sama.

Sepasang pusat mikrotubulus (individu) lengkap. Namun, dua mikrotubulus yang menyusun masing-masing pasangan luar secara struktural berbeda. Salah satunya disebut tubulus "A" adalah mikrotubulus lengkap yang terdiri dari 13 protofilamen, yang lainnya tidak lengkap (tubulus B) terdiri dari 11 protofilamen yang menempel pada tubulus A.

Sembilan pasang mikrotubulus luar ini dihubungkan satu sama lain dan ke pasangan pusat oleh jembatan radial protein "nexin". Dua lengan dynein melekat pada setiap tubulus "A", dengan aktivitas motorik dynein aksonemik siliaris ini yang bertanggung jawab untuk mengalahkan silia dan struktur lain dengan konformasi yang sama seperti flagela.

Gerakan silia

Silia digerakkan oleh fleksi aksonem, yang merupakan bundel mikrotubulus yang kompleks. Kelompok silia bergerak dalam gelombang searah. Setiap silia bergerak seperti cambuk, silia tersebut memanjang sepenuhnya diikuti dengan fase pemulihan dari posisi semula.

Pergerakan silia pada dasarnya dihasilkan dengan menggeser doublet mikrotubulus luar relatif satu sama lain, didorong oleh aktivitas motorik aksonemik dynein. Basis dynein mengikat mikrotubulus A dan kelompok kepala mengikat tubulus B.

Karena nexin di jembatan yang bergabung dengan mikrotubulus eksternal aksonem, pergeseran satu doublet di atas yang lain memaksa mereka untuk menekuk. Yang terakhir 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 melengkung dan menghasilkan efek yang, bersama-sama dengan silia lain di permukaan, memberikan mobilitas ke sel atau lingkungan sekitarnya.

Energi untuk gerakan siliaris

Seperti dynein sitoplasma, dynein siliaris memiliki domain motorik, yang menghidrolisis ATP (aktivitas ATPase) untuk bergerak sepanjang mikrotubulus menuju ujung minusnya, dan daerah bantalan muatan di ekor, yang dalam hal ini kasus adalah mikrotubulus yang berdekatan.

Silia bergerak hampir terus menerus, dan karenanya membutuhkan suplai energi yang besar dalam bentuk ATP. Energi ini dihasilkan oleh sejumlah besar mitokondria yang biasanya berlimpah di dekat badan basal, tempat silia berasal.

fitur

Gerakan

Fungsi utama silia adalah untuk memindahkan fluida ke atas permukaan sel atau mendorong sel individu melalui fluida.

Pergerakan siliaris 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 atas mobilitas organisme dan penyapuan organisme atau partikel ke dalam 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 pada permukaan sel, seperti misalnya pada moluska yang makan dengan filtrasi.

Pada mamalia, saluran udara dibatasi oleh sel-sel rambut yang mendorong lendir yang mengandung debu dan bakteri ke dalam tenggorokan.

Silia juga membantu menyapu telur di sepanjang saluran telur, dan struktur terkait, flagel, mendorong sperma. Struktur ini terlihat jelas di tuba falopi di mana mereka memindahkan 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 mati, ke dalam mulut, tempat mereka ditelan dan dihilangkan.

Kelainan struktural pada silia

Pada manusia, beberapa defek herediter silia dynein menyebabkan apa yang disebut sindrom Karteneger atau sindrom silia imotil. Sindrom ini ditandai dengan kemandulan pria akibat imobilitas sperma.

Selain itu, penderita sindrom ini memiliki kerentanan tinggi terhadap infeksi paru-paru akibat kelumpuhan silia pada saluran pernapasan, yang gagal membersihkan debu dan bakteri yang bersarang di dalamnya.

Di sisi lain, sindrom ini menyebabkan cacat pada penentuan sumbu kiri-kanan tubuh selama awal perkembangan embrio. Yang terakhir ini ditemukan baru-baru ini dan terkait dengan lateralitas dan lokasi organ tertentu di dalam tubuh.

Kondisi lain jenis ini bisa terjadi akibat konsumsi heroin selama kehamilan. Bayi baru lahir mungkin datang dengan gangguan pernapasan neonatal yang berkepanjangan karena perubahan ultrastruktural dari aksonem silia di epitel pernapasan.

Referensi

1. 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.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Biologi Molekuler Sel. Garland Science, Taylor dan Francis Group.
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: sains dan alam. Pendidikan Pearson.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Sel. (hlm. 397-402). Marban.
5. Hickman, C.P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Prinsip Terpadu zoologi. New York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Biologi seluler dan molekuler. Mexico. Editorial Pearson Education.
7. 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).
8. Stevens, A., & Lowe, JS (1998). Histologi manusia. Harcourt Brace.
9. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed.