Pengertian Silia (Cilia) — struktur, fungsi, ciri, contoh

Silia adalah pelengkap pendek, ramping, seperti rambut yang membentang dari permukaan sel. Ini terdapat di hampir semua sel eukariotik. Mereka memainkan peran penting sel dan perkembangan tubuh secara keseluruhan. Silia paling aktif selama perkembangan dan proliferasi siklus sel. Lebar silia kurang dari 1 μm, dan panjangnya bervariasi dari 1-10 μm.

Silia (cilia) secara luas dibagi menjadi dua jenis – Motil dan Non-motil. Silia motil atau bergerak terutama terdapat di paru-paru, telinga tengah, dan saluran pernapasan. Jenis ini berdenyut secara ritmis. Fungsi silia (silium) adalah menjaga saluran udara bersih dari lendir dan debu, sehingga mudah bernapas bebas dan tanpa iritasi. Mereka juga membantu dalam pergerakan sperma.

Silia motil terdiri dari aksonema siliaris, yang dianggap sebagai tulang belakang mikrotubular, mereka memiliki susunan 9 + 2 dari aksonema siliaris dan dikelilingi oleh membran plasma. Dalam pengaturan ini, sembilan pasangan mikrotubulus yang tersusun diatur dalam sebuah lingkaran, sementara dua mikrotubulus yang tidak terpusat hadir di tengah-tengah lingkaran.

Lengan ‘dynein‘ yang melekat pada mikrotubulus, bertindak sebagai motor molekul. Cacat pada lengan dynein menyebabkan infertilitas pria, masalah pada saluran pernapasan.

Silia non-motil juga disebut sebagai silia primer memainkan peran mereka dalam menerima sinyal dari sel lain atau cairan di dekatnya, dengan bertindak sebagai antena untuk sel. Misalnya di ginjal, silia mengirim sinyal ke sel tentang aliran urin.

Bahkan di mata, silia non-motil mendukung transportasi molekul vital dari satu ujung fotoreseptor retina ke ujung lainnya. Silia non-motil memiliki susunan mikrotubular 9 + 0.

Pengertian Silia

Silia adalah organel pendek, juluran filamen hadir pada permukaan membran plasma dari banyak jenis sel. Struktur ini mampu melakukan gerakan getaran yang berfungsi untuk penggerak seluler dan untuk penciptaan arus dalam medium ekstraseluler.

Banyak sel ditutupi oleh silia dengan panjang sekitar 10 μm. Secara umum, silia bergerak dengan gerakan yang cukup terkoordinasi dari belakang ke depan. Dengan cara ini, sel bergerak melalui cairan atau cairan bergerak di permukaan sel itu sendiri.

Struktur membran yang panjang ini terutama terdiri dari mikrotubulus dan bertanggung jawab untuk pergerakan berbagai jenis sel dalam organisme eukariotik.

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

Ciri-ciri silia

Silia eukariotik dan flagela adalah struktur yang sangat mirip satu sama lain, masing-masing dengan diameter sekitar 0,25 μm. Secara struktural mereka mirip dengan flagela, namun, dalam sel-sel yang menyajikannya, mereka jauh lebih banyak daripada flagela, memiliki penampilan berbulu di permukaan sel.

Silia pertama kali bergerak ke bawah dan kemudian secara bertahap meluruskan, memberi kesan gerakan mendayung.

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

Kadang-kadang sistem mikrotubulus dan serat yang rumit menyatukan tubuh basal, tetapi tidak terbukti bahwa mereka memainkan peran koordinasi dalam gerakan siliaris.

Banyak silia tampaknya tidak berfungsi sebagai struktur bergerak dan telah disebut silia primer. Sebagian besar jaringan hewan memiliki silia primer termasuk sel-sel di saluran telur, neuron, tulang rawan, ektoderm dari ekstremitas yang berkembang, sel-sel hati, saluran kemih, antara lain.

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

Contoh Organisme bersilia

Silia adalah karakter taksonomi yang penting untuk klasifikasi protozoa. Organisme-organisme yang mekanisme penggerak utamanya adalah melalui silia adalah milik “ciliado atau cilióforos” (Phylum Ciliophora = yang membawa atau menyajikan silia).

Organisme ini mendapatkan nama ini karena permukaan sel ditutupi oleh silia yang berdetak dengan cara berirama yang terkontrol. Dalam kelompok ini pengaturan silia sangat bervariasi dan bahkan beberapa organisme tidak memiliki silia pada orang dewasa, yang hadir pada tahap awal siklus hidup.

Ciliata biasanya merupakan protozoa terbesar dengan panjang mulai dari 10 μm hingga 3 mm, dan juga merupakan yang paling kompleks secara struktural dengan berbagai spesialisasi. Silia biasanya disusun 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 simbiotik khusus.

Struktur silia

Silia tumbuh dari tubuh 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 pengaturan mikrotubulus aksonem, yang mewakili struktur dasar silia, serta penahan silia ke permukaan sel.

Aksonema terdiri dari seperangkat mikrotubulus dan protein terkait. Mikrotubulus ini disusun dan dimodifikasi sedemikian rupa sehingga menjadi salah satu wahyu yang paling mengejutkan dari mikroskop elektron.

Secara umum, mikrotubulus diatur dalam pola “9 + 2” yang khas di mana sepasang mikrotubulus sentral dikelilingi oleh 9 mikrotubulus ganda. Konformasi 9 + 2 ini adalah karakteristik dari semua bentuk silia dari protozoa dengan yang ditemukan pada manusia.

Mikrotubulus memanjang terus menerus di sepanjang panjang aksonema, yang biasanya sekitar 10 μm panjang, tetapi dapat mencapai 200 μm di beberapa sel. Masing-masing mikrotubulus ini memiliki polaritas, ujung minus (-) melekat pada “tubuh basal atau kinetosom”.

Ciri-ciri mikrotubulus

Mikrotubulus aksonema dikaitkan dengan banyak protein, yang diproyeksikan dalam posisi teratur. Beberapa dari mereka berfungsi sebagai tautan silang yang menyatukan bundel mikrotubulus dan yang lainnya menghasilkan kekuatan untuk menghasilkan gerakan mereka.

Pasangan sentral dari mikrotubulus (individu) lengkap. Namun, dua mikrotubulus yang membentuk masing-masing pasangan terluar 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 melekat pada tubulus A.

Sembilan pasang mikrotubulus luar ini terhubung satu sama lain dan ke pasangan sentral melalui jembatan radial protein “neksin”. Dua lengan dynein melekat pada masing-masing tubulus “A”, dan aktivitas motorik dari dynein aksonemik silia ini bertanggung jawab atas denyut silia dan struktur lainnya dengan konformasi yang sama dengan flagela.

Gerakan silia

Silia dipindahkan oleh fleksi aksonem, yang merupakan bundel mikrotubulus yang kompleks. Cluster silia bergerak dalam gelombang searah. Setiap cilium bergerak dalam bentuk cambuk, cilium sepenuhnya diperpanjang diikuti oleh fase pemulihan dari posisi semula.

Pergerakan silia pada dasarnya dihasilkan oleh meluncurnya doublet eksternal mikrotubulus terhadap satu sama lain, didorong oleh aktivitas motorik dynein aksonemik. Basis dynein mengikat mikrotubulus A dan headgroup terikat pada tubulus B yang berdekatan.

Karena nexin di jembatan yang menghubungkan mikrotubulus eksternal axoneme, meluncurnya satu doublet di atas yang lain memaksa mereka untuk menekuk. Yang terakhir sesuai dengan dasar pergerakan silia, proses yang sedikit yang belum diketahui.

Selanjutnya, mikrotubulus kembali ke posisi semula, menyebabkan silium pulih kembali. Proses ini memungkinkan silium melengkung dan menghasilkan efek yang, bersama dengan silia lainnya di permukaan, memberikan mobilitas pada sel atau lingkungan sekitarnya.

Energi untuk gerakan silia

Seperti dynein sitoplasmik, dynein siliaris memiliki domain motor, yang menghidrolisis ATP (aktivitas ATPase) untuk bergerak sepanjang mikrotubulus menuju ujung minusnya, dan daerah bantalan ekor, yang dalam hal ini kasus 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 tubuh basal yang merupakan tempat silia berasal.

Fungsi Silia

Gerakan

Fungsi utama dari silia adalah untuk memindahkan cairan pada permukaan sel atau untuk mendorong sel-sel individu melalui cairan.

Gerakan siliaris sangat penting bagi banyak spesies dalam fungsi-fungsi seperti manajemen makanan, reproduksi, ekskresi, dan osmoregulasi (misalnya, dalam sel yang menyala) dan pergerakan cairan dan lendir pada permukaan lapisan sel. epitel.

Silia di beberapa protozoa seperti Paramecium bertanggung jawab untuk mobilitas organisme dan menyapu organisme atau partikel ke dalam rongga mulut untuk makan.

Bernafas dan makan

Pada hewan multiseluler, mereka berfungsi dalam respirasi dan nutrisi, membawa gas pernapasan dan partikel makanan pada permukaan sel di atas air, seperti misalnya pada moluska yang diberi makan melalui penyaringan.

Pada mamalia saluran udara dilapisi dengan 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-struktur ini sangat jelas dalam tuba falopii 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 dikeluarkan.

Kelainan struktural pada silia

Pada manusia, beberapa cacat pewarisan sialiaris dynein menyebabkan apa yang disebut sindrom Karteneger atau sindrom silia imobil. Sindrom ini ditandai dengan sterilitas pada pria karena imobilitas sperma.

Selain itu, orang dengan sindrom ini memiliki kerentanan tinggi untuk menderita infeksi paru-paru karena kelumpuhan silia pada saluran pernapasan, yang gagal membersihkan debu dan bakteri yang hidup di sana.

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

Kondisi lain dari tipe ini dapat terjadi akibat konsumsi heroin selama kehamilan. Bayi baru lahir dapat mengalami distres pernapasan neonatal yang berkepanjangan karena perubahan ultrastructural dari silia axia dalam epitel pernapasan.