De meeste eencellige micro-organismen moeten zich verplaatsen. Om dat mogelijk te maken, vertrouwen ze op externe beweeglijke aanhangsels, zoals cilia en flagella. Deze structuren spelen ook een belangrijke rol in meercellige organismen, waaronder mensen, die dienen als gameten of werken om cellen of celinhoud te verplaatsen. Cilia spelen zo'n belangrijke rol in het menselijk lichaam dat defecten in hun functie ziekten kunnen veroorzaken.
Wat zijn Cilia en Flagella?

Er zijn enkele aanhangsels of projecties die door eencellige organismen worden gebruikt voor voortbeweging. Twee van de meest voorkomende zijn cilia en flagella.

Cilia zijn kort en worden meestal beschreven als vergelijkbaar met haren of wimpers. Motile cilia komen meestal in groepen voor, terwijl niet-motile cilia vaak afzonderlijk verschijnen. De locatie van de trilharen kan variëren met sommige eencellige organismen die er volledig omheen zijn.

Cilia maakt bewegingen die worden beschreven als zweepachtig of vergelijkbaar met de borstslag die door zwemmers wordt gebruikt. Elke cilium beweegt enigszins uit fase met zijn buren, zodat een groep trilgolven allemaal golfachtige bewegingen maakt.

Flagella zien eruit als staarten en verschijnen meestal afzonderlijk. De meest voorkomende flagella-locatie is aan de achterkant van een eencellig organisme of cel - een soort van een buitenboordmotor bevestigd aan de achterkant van een speedboot. De bewegingen gemaakt door flagella zijn soepel en golfachtig onder eukaryoten. Prokaryotes daarentegen zwepen hun flagella als een draaiende propeller.
Structuren en functies

De structuren van cilia en flagella zijn eigenlijk vrij gelijkaardig. Beide beweeglijke aanhangsels hechten zich aan de cel via een basaal lichaam (soms een kinetosoom genoemd). Ze bestaan ook allebei uit microtubuli, buisvormige eiwitten die de hele celstructuur in de vorm van een cytoskelet geven.

Het centrale deel van de cilium of flagellum is het axoneeme, dat twee paar microtubules bevat . Negen meer paren microtubuli stralen uit het axoneem en vormen een buitenring. Dit wordt een negen-plus-twee-opstelling genoemd en zorgt ervoor dat een dwarsdoorsnede van een cilium of flagellum een beetje op een wagenwiel lijkt. De spaken van het wagenwiel zijn dyneïne-motorproteïnen, die beweging mogelijk maken door opgeslagen chemische energie (ATP) om te zetten.

Als het gaat om flagella, zijn die op prokaryoten zoals bacteriën een beetje anders. Ze zijn spiraalvormig en bevatten een ander eiwit, flagelline genaamd. Deze structurele verschillen kunnen verklaren waarom prokaryotische flagella zich gedragen als roterende propellers in plaats van golfachtige bewegingen te maken zoals eukaryotische flagella. Deze beweging kan met de klok mee of tegen de klok in.
Cilia en Flagella in het menselijk lichaam

Hoewel de beweeglijke aanhangsels van micro-organismen zeker interessant zijn, kun je je afvragen of er cilia of flagella in je eigen lichaam zijn . Je kunt je zelfs afvragen welke structuur in het menselijk lichaam flagella zal gebruiken om te bewegen.

De enige menselijke cellen met flagella zijn gameten - dat wil zeggen zaadcellen. Menselijke zaadcellen lijken enigszins op kikkervisjes. Ze hebben bolvormige koppen die genetische informatie bevatten en een enzym dat helpt de zaadcel te fuseren met de eicel. Ze hebben ook lange, zweepslagen - flagella - die hen helpen om naar dat ei te navigeren.

Cilia komen veel vaker voor in het menselijk lichaam. Je kunt ze zelfs vinden op het oppervlak van bijna alle zoogdiercellen. Motiele trilharen zijn vooral belangrijk voor een goede werking van de luchtwegen, omdat de longen en luchtwegen afhankelijk zijn van de ritmische beweging van trilhaartjes om puin en slijm uit de luchtwegen te verwijderen. Deze trilharen spelen ook een belangrijke rol in het middenoor en het vrouwelijke voortplantingskanaal, waar ze helpen de zaadcellen naar de eicel te verplaatsen.

In feite zijn trilhaartjes zo belangrijk in het menselijk lichaam dat genetische defecten in beweeglijke en niet-beweeglijke cilia veroorzaken ziekte bij mensen, ciliopathieën genoemd. Deze kunnen invloed hebben op de basale lichamen die de trilharen aan de cel verankeren of de trilfunctie op een andere manier verminderen. Syndromen geassocieerd met defecten in cilia-werking kunnen veroorzaken: