5.20 : Mechanism of Ciliary Motion

Ресничные структуры были впервые замечены в 1647 году Антони Левенгуком во время наблюдения за простейшими. У низших организмов эти придатки отвечают за движение клеток, в то время как у высших организмов они помогают в движении внеклеточных жидкостей в полостях тела.

Реснички состоят из микротрубочек в схеме 9+2, с девятью пучками дублетных колец микротрубочек, окружающих пару центральных синглетных пучков микротрубочек. Пучки микротрубочек дублета соединены белком нексином и аксонемными динеинами. Радиальные спицы соединяют эти внешние дублетные микротрубочки с внутренней центральной парой. Скоординированное движение аксонемных динеинов отвечает за характерное хлыстообразное движение ресничек. Это характерное ресничное движение объясняется ингибированием переключателя или механизмом переключения, предложенным Вайс-Штайдером и Сатиром в 1979 году. Модель предполагает, что во время движения ресничек только половина динеинов активна в данный момент времени, в то время как другая остается неактивной. Аксонемные динеины с обеих сторон попеременно переключаются между активными и неактивными формами, чтобы стимулировать движение ресничек. Скользящие микротрубочки внутри ресничек требуют энергии от гидролиза АТФ в домене тяжелой цепи аксонемных динеинов.

Реснички у человека двигаются ритмично, они постоянно выводят отходы, такие как пыль, слизь и бактерии, через дыхательные пути, прочь от легких и к полости рта. Отбивая реснички на клетках в женских маточных трубах, яйцеклетки перемещаются из яичника в сторону матки. Жгутик — это придаток, более крупный, чем ресничка, и специализированный для передвижения клеток. У человека сперматозоиды являются единственными жгутиковыми клетками, которые должны продвигаться к женским яйцеклеткам во время оплодотворения.