Différence entre Cilia et Flagella
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Différence principale - Cilia vs Flagella
Les cils et les flagelles sont des structures externes dans les cellules, qui contribuent principalement à la locomotion des cellules. Les cils sont des structures courtes, ressemblant à des cheveux, présentes en grand nombre sur toute la surface de certaines cellules. Les flagelles sont de longues structures filiformes, présentes en nombre moindre à une seule extrémité de la cellule. Cilia bat à un rythme coordonné tandis que flagella bat indépendamment les uns des autres. Les cils ne se trouvent que dans les cellules eucaryotes. Les flagelles sont présents dans les cellules procaryotes et eucaryotes. Les organismes contenant à la fois les cils mobiles et les flagelles peuvent être regroupés en undulipodes. le principale différence entre les cils et les flagelles est que les cils empêchent l'accumulation de poussière dans les tubes respiratoires, créant une fine couche de mucus le long des tubes, tandis que les flagelles sont principalement utilisés par les spermatozoïdes pour se propulser dans l'organe reproducteur féminin.
Cet article explique,
1. Que sont les Cilia
- Structure, types, fonctions, caractéristiques
2. Que sont les flagelles
- Structure, types, fonctions, caractéristiques
3. Quelle est la difference entre Cilia et Flagella
Qu'est-ce que Cilia
Les cils sont des structures ou des organites minces ressemblant à des cheveux qui s'étendent de la surface de la plupart des cellules eucaryotes. On trouve deux types de cils dans les cellules eucaryotes: les cils primaires / non mobiles et les cils mobiles..
Cilia primaire
Les cils primaires se trouvent dans toutes les cellules animales; un seul cil primaire se trouve dans toutes les cellules de mammifère. Ils se trouvent principalement dans les organes sensoriels humains comme les yeux et le nez. La cellule photoréceptrice de la tige du segment externe, qui se trouve dans l'œil humain, se connecte à son corps cellulaire via un cil spécialisé. Le bouton dendritique du neurone olfactif contient également une dizaine de cils primaires. Ainsi, les cils primaires sont considérés comme des antennes cellulaires sensorielles qui coordonnent de nombreuses voies de signalisation dans les cellules. Ces voies de signalisation peuvent parfois être associées à la division et à la différenciation cellulaires. La dysfonction des cils primaires conduit à des maladies telles que les ciliopathies génétiques, les maladies polykystiques des reins et les cardiopathies congénitales.
Cilia Motile
Les cils mobiles se retrouvent en grand nombre à la surface des cellules, battant par vagues coordonnées. Les cils mobiles dans la muqueuse de la trachée balayent le mucus, qui contient la saleté des poumons. Les battements de cils dans les trompes de Fallope chez les femelles permettent le mouvement de l'ovule vers l'utérus à partir de l'ovaire. Les canaux sodiques épithéliaux se trouvent le long du cil, régulant le niveau de liquide, baignant les cils. La motilité des cils dépend du niveau de liquide qui les entoure. Cilia sur l'épithélium respiratoire dans les poumons sont montrés dans Figure 1.
Figure 1: Cilia sur l'épithélium respiratoire
Structure de Cilia
Les cils se forment pendant la ciliogenèse. Un cytosquelette à base de microtubules, appelé le axonème, se trouve à l'intérieur des cils. Dans les cils primaires, cet axonème contient neuf doublets externes de microtubules (9 + 0 axonèmes), qui s'assemblent en anneau. Dans le cil mobile, en plus des neuf anneaux de doublets de microtubules externes, deux singulets de microtubules centraux (9 + 2 axonèmes) sont présents au centre du cil.
Dynein est la protéine qui forme des ponts, rejoignant les doublets de microtubules voisins. La dyéine s’active par ATP pour créer un mouvement de flexion en glissant sur les doublets de microtubules adjacents. Le cytosquelette axonémique fournit des sites de liaison pour les protéines motrices moléculaires telles que la kinésine II. La kinésine II contribue à transporter les protéines de haut en bas dans le microtubule.
Cilium, à sa base, est attaché à la corps basal, qui est le centre d’organisation des microtubules. Le corps basal contient des protéines telles que CEP164, CEP170 et ODF2, qui régulent la stabilité et la formation du cil. La zone de transition entre l'axonème et le corps basal sert de station d'accueil pour les protéines motrices et le transport intraflagellaire. La radicelle ciliaire est une structure de cytosquelette d'environ 100 nm de diamètre, provenant du corps basal et s'étendant vers le noyau de la cellule. La structure d’un cil mobile est montrée dans Figure 2.
Figure 2: Structure du cil
Fonction de Cilia
Un cil fonctionne comme une nanomachine composée d'environ 600 protéines dans son complexe moléculaire, fonctionnant indépendamment. Dans les cellules épithéliales, les cils primaires servent d’antennes cellulaires qui assurent la chimiosensation, la mécanosensation et la thermosensation de l’environnement extracellulaire. Ils assurent la médiation des voies de signalisation cellulaires. Les cils mobiles jouent également un rôle de sécrétion en aval du flux de fluide. La plupart des cellules épithéliales sont ciliées. Les cils empêchent l'accumulation de poussière dans les tubes respiratoires, la trachée, en créant une fine couche de mucus le long de la trachée. Les cils dans les cellules de Fallope permettent le passage de l'ovule le long de la trompe de Fallope.
Qu'est-ce que Flagella
Les flagelles sont des organites ressemblant à des cils, qui font saillie d'un côté de certaines cellules procaryotes ou eucaryotes. Le rôle majeur des flagelles dans la cellule est la locomotion cellulaire. Les flagelles servent également d'organites sensorielles pour les produits chimiques et la température de l'environnement extérieur. Les flagelles procaryotes et eucaryotes se différencient par leur composition. Les Chlamydomonas, contenant des flagelles sur le côté de la cellule, sont montrées dans figure 3.
Figure 3: Chlamydomonas avec leurs flagelles
Structure de Flagelles
Trois types de flagelles sont identifiés: bactérien, archaeal et eucaryote. Les flagelles des bactéries sont des filaments hélicoïdaux contenant des moteurs rotatifs tournant dans le sens horaire ou anti-horaire. Différents arrangements des flagelles procaryotes peuvent être identifiés. Les bactéries monotriches de type Vibrio cholera contiennent un seul flagelle. De multiples flagelles situés au même endroit peuvent être trouvés dans les bactéries lophotriches. Les bases de ces flagelles sont entourées d'une région spécialisée de la membrane cellulaire appelée organite polaire. Les bactéries composées de deux flagelles dans chacune des deux faces opposées sont appelées bactéries amphitriches. Certains spirochètes sont constitués de flagelles spécialisés issus de pôles opposés, qui jouent le rôle de filament axial. Les bactéries péritriches telles que E. Coli contiennent des flagelles projetés dans chaque direction. La disposition des flagelles bactériens est montrée dans figure 4.
Figure 4: Arrangement de flagelles chez les bactéries
Le flagelle bactérien consiste en un moteur rotatif appelé le moteur, composé de protéines. Il est alimenté par la force motrice du proton, générée par le H+ gradient de concentration des ions à travers la membrane cellulaire. Le rotor fonctionne entre 6 000 et 17 000 tr / min. Flagella fonctionne entre 200 et 1 000 tr / min. La rotation des flagelles peut atteindre 60 longueurs de cellules par seconde.
Par contre, les flagelles archaéens sont considérés comme non homologues. Les flagelles eucaryotes sont structurellement similaires aux cils eucaryotes mais diffèrent en fonction de la fonction. Les cellules eucaryotes comme les animaux, les plantes et les protistes contiennent des flagelles dans leurs cellules.
Fonctions de Flagelles
Les flagelles bactériens et archaéens sont impliqués dans la locomotion des cellules, déplaçant la cellule dans un endroit différent pour des besoins tels que l'alimentation, la reproduction et la circulation. Les spermatozoïdes de mammifère utilisent surtout les flagelles pour se propulser à travers l’organe reproducteur féminin jusqu’à ce qu’ils rencontrent l’ovule.
Les bras interne et externe de la dynéine, reliant les neuf doublets de microtubules, utilisent l'énergie de l'ATP hydrolysé afin de générer un mouvement semblable à celui d'une hélice dans le flagelle. La présence de Nexin dans le flagelle donne un mouvement planaire en forme de vague. La différence entre le type de battement du flagelle et du cil est illustrée dans figure 5.
Figure 5: Différence entre le mouvement du flagelle et du cilium
Différence entre Cilia et Flagella
Nombre par cellule
Cilia: Une seule cellule contient un grand nombre de cils.
Flagelles: Une seule cellule contient moins de flagelles.
Forme
Cilia: Les cils sont de courtes structures ressemblant à des cheveux.
Flagelles: Les flagelles sont de longues structures en forme de fouet.
Longueur
Cilia: Les cils mesurent environ 5-10 µm.
Flagelles: Les flagelles ont une longueur d'environ 150 µm.
Structure
Cilia: Les cils primaires consistent en une structure à 9 ou 0 axonèmes et les cils mobiles en une structure à 9 + 2 axonèmes. Les deux types de cils manquent de Nexin.
Flagelles: Les flagelles se composent d'une structure à 9 + 2 axonèmes et de nexin se trouve entre des doublets de microtubules, générant un mouvement de rotation dans le flagelle..
Présence
Cilia: Les cils ne se trouvent que dans les cellules eucaryotes.
Flagelles: Les flagelles se trouvent à la fois dans les cellules procaryotes et eucaryotes.
Occurrence
Cilia: Cilia se produisent dans toute la cellule.
Flagelles: Les flagelles se produisent à une extrémité de la cellule.
Coordination
Cilia: Cilia a battu en coordination.
Flagelles: Flagella a battu indépendamment.
Mouvement
Cilia: Cilia montre un mouvement de balayage ou un coup pendulaire.
Flagelles: Flagelles montrent un mouvement ondulatoire.
Mécanisme de fonctionnement
Cilia: Les cils utilisent la kinésine, qui contient une activité ATPase, produisant de l'énergie pour effectuer le mouvement.
Flagelles: Les flagelles sont alimentés par la force motrice des protons de la membrane plasmique.
Rôle
Cilia: Les cils empêchent l'accumulation de poussière dans les tubes respiratoires en créant une fine couche de mucus dans le tube.
Flagelles: Les flagelles sont principalement utilisés par les spermatozoïdes pour se déplacer et se propulser..
Une fonction
Cilia: Les cils interviennent dans des processus tels que la locomotion, l'alimentation et la circulation.
Flagelles: Flagella est impliqué dans la locomotion.
Exemples
Cilia: Cilia se trouvent dans la muqueuse des tubes du corps comme les voies respiratoires et les organes reproducteurs chez les mammifères.
Flagelles: La plupart des bactéries, archées et eucaryotes sont des flagelles. Euglena est considéré comme un eucaryote flagellé. Chez les mammifères, les spermatozoïdes sont spécialement constitués de flagelles.
Conclusion
Les cils et les flagelles sont des organites structurellement identiques; la principale différence entre les cils et les flagelles réside dans leur fonction et non dans leur structure. Les cils sont de courtes structures ressemblant à des cheveux, que l'on trouve à haute densité à la surface des cellules de mammifères. Les cils montrent un battement en arrière tandis que les flagelles présentent un mouvement semblable à celui d'une hélice. Par conséquent, les cils sont principalement impliqués dans l'alimentation, la reproduction et la circulation chez les eucaryotes et les flagelles sont principalement impliqués dans la locomotion. Les cils protègent les voies respiratoires de l’accumulation de poussière. Les cils des trompes de Fallope chez les mammifères déplacent l'ovule de l'ovaire à l'utérus. D'autre part, les flagelles participent à la propulsion du sperme vers l'ovule à travers l'organe reproducteur féminin..
Référence:
1. "Cilium." Wikipédia. Wikimedia Foundation, 14 mars 2017. Web. 19 mars 2017.
2. "Flagellum." Wikipédia. Wikimedia Foundation, 16 mars 2017. Web. 19 mars 2017.
Courtoisie d'image:
1. «Épithélium bronchiolaire 3 - SEM» Par Charles Daghlian - (Domaine public) via Commons Wikimedia
2. “Eucaryotic cilium diagram fr” de LadyofHats - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia
3. “Chlamydomonas (10000x)” (Domaine public) via Commons Wikimedia
4. “Flagella” de Adenosine - Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
5. «Flagellum-beating» par Flagellum-beating.png: Kohidai, travail interactif: Urutseg (discussion) - Flagellum-beating.png (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
