A citoszkeleton jellemzői, funkciói, szerkezete és összetevői

az citoszkeleton Ez egy szálakból álló celluláris szerkezet. A citoplazmán keresztül diszpergálódik, és funkciója elsősorban az építészet és a sejtforma fenntartása. Szerkezetileg háromféle szálból áll, méretük szerint osztályozva.

Ezek az aktin szálak, a köztes szálak és a mikrotubulusok. Mindegyik egy adott tulajdonságot ad a hálózatnak. A cellás belső tér olyan környezet, ahol az anyagok elmozdulása és átvitele következik be. A citoszkeleton közvetíti ezeket az intracelluláris mozgásokat.

Például az organellák - például a mitokondriumok vagy a Golgi készülékek - statikusak a cellás környezetben; a citoszkeleton használatával járnak.

Bár a citoszkeleton egyértelműen dominál az eukarióta szervezetekben, analóg szerkezetet jelentettek a prokariótákban.

index

• 1 Általános jellemzők
• 2 Funkciók
  • 2.1 Alakzat
  • 2.2 Mozgás és sejtcsatlakozások
• 3 Szerkezet és alkatrészek
  • 3.1 Aktinszálak
  • 3.2 Közbenső szálak
  • 3.3 Mikrotubulusok
• 4 A citoszkeleton egyéb következményei
  • 4.1 Baktériumokban
  • 4.2 A rákban
• 5 Referenciák

Általános jellemzők

A citoszkeleton egy rendkívül dinamikus szerkezet, amely "molekuláris állványt" jelent. A három fajtájú szál olyan ismétlődő egységek, amelyek nagyon különböző struktúrákat képezhetnek, attól függően, hogy ezek az alapvető egységek hogyan kombinálódnak..

Ha analógiát akarunk létrehozni az emberi csontvázzal, a citoszkeleton megegyezik a csontrendszerrel, továbbá az izomrendszerrel..

Azonban ezek nem azonosak a csontokkal, mert az összetevők összeállíthatók és szétesnek, ami lehetővé teszi az alakváltozásokat és a cellának plaszticitást biztosít. A citoszkeleton komponensei nem oldódnak a detergensekben.

funkciók

alak

Amint azt a neve is mutatja, a citoszkeleton "intuitív" funkciója a sejt stabilitásának és formájának biztosítása. Ha a szálak ebben a bonyolult hálózatban egyesülnek, akkor a sejtnek a deformáció ellenállásának tulajdonsága van.

E szerkezet nélkül a sejt nem tudná megtartani egy meghatározott alakot. Ez azonban egy dinamikus szerkezet (ellentétben az emberi csontvázzal), amely a sejtek számára megváltoztatja az alakot.

Mozgás és sejtcsatlakozások

A sejtkomponensek többsége a citoplazmában diszpergált szálak hálózatához kapcsolódik, hozzájárulva ezek térbeli elrendezéséhez.

A cella nem néz ki, mint egy különféle elemekkel lebegő húsleves, amely lebegő; sem statikus entitás. Éppen ellenkezőleg, ez egy szervezett mátrix, amely bizonyos zónákban található organellákkal rendelkezik, és ez a folyamat a citoszkeletonnak köszönhető.

A citoszkeleton részt vesz a mozgásban. Ez a motorfehérjéknek köszönhető. Ezek a két elem kombinálja és lehetővé teszi az elmozdulásokat a cellában.

Részt vesz a fagocitózis folyamatában is (folyamat, amelyben a sejt egy külső részből származó részecskét rögzít, amely lehet, hogy nem is élelmiszer). 

A citoszkeleton lehetővé teszi, hogy a sejtet fizikailag és biokémiailag összekapcsolja a külső környezetével. Ez a csatlakozó szerepe lehetővé teszi a szövetek és sejtcsatlakozások kialakulását.

Szerkezet és alkatrészek

A citoszkeleton három különböző típusú szálból áll: aktinból, közbenső szálból és mikrotubulusból.

Jelenleg egy új jelöltet javasolnak a cytoskeleton negyedik szálaként: septina. Az alábbiakban részletesen ismertetjük az alábbi részeket:

Aktin szálak

Az aktinszálak átmérője 7 nm. Mikroszálaknak is nevezik őket. A filamentumokat alkotó monomerek ballon alakú részecskék.

Bár lineáris szerkezetűek, nem rendelkeznek "bar" alakúakkal: a tengelyükön forognak és egy propellerre hasonlítanak. Ezek egy sor specifikus fehérjéhez kapcsolódnak, amelyek szabályozzák viselkedésüket (szervezet, hely, hossz). Több mint 150 fehérje képes kölcsönhatásba lépni az aktinnal.

A szélsőségeket differenciálhatjuk; az egyik plusz (+) és a másik mínusz (-). Ezekkel a szélsőségekkel az izzószál növekedhet vagy lerövidülhet. A polimerizáció a legszélsőségesebben jelentősen gyorsabb; a polimerizáció előfordulásához az ATP szükséges.

Az aktin monomer lehet, és szabad lehet a citoszolban. Ezek a monomerek olyan fehérjékhez kötődnek, amelyek megakadályozzák polimerizációjukat.

Aktinszálas funkciók

Az aktinszálak szerepet játszanak a sejtmozgással. Különböző sejttípusokat, mind egysejtű, mind többsejtű szervezeteket tesznek lehetővé (például az immunrendszer sejtjei), hogy mozogjanak a környezetükben.

Az aktin jól ismert az izom összehúzódásában betöltött szerepéről. A myozinnal együtt szarkomereket csoportosítanak. Mindkét szerkezet lehetővé teszi az ATP-függő mozgást.

Közbenső szálak

Ezeknek a szálaknak a hozzávetőleges átmérője 10 μm; így a "köztes" név. Átmérője a citoszkeleton másik két komponensének közbensője.

Mindegyik izzószál az alábbiak szerint van felépítve: egy ballon alakú fej az N-terminálison és egy farok, amely hasonló alakú a végső szénen. Ezeket a végeket egymáshoz kapcsolják egy lineáris szerkezet, amelyet az alfa hélixek alkotnak.

Ezek a "kötelek" olyan gömbfejű fejekkel rendelkeznek, amelyek más közbenső szálakkal tekercselő tulajdonságokkal rendelkeznek, és vastagabb átlapolt elemeket hoznak létre.

A közbenső szálak a sejt-citoplazmában találhatók. Ezek kiterjednek a membránra és gyakran csatlakoznak hozzá. Ezek a szálak szintén megtalálhatók a magban, és egy "nukleáris lap" -nak nevezett szerkezetet alkotnak..

Ez a csoport köztes szálcsoportokba sorolható:

- Keratin szálak.

- Vimentin szálak.

- neurofilament.

- Nukleáris lapok.

A köztes szálak működése

Ezek rendkívül erős és ellenálló elemek. Valójában, ha összehasonlítjuk őket a másik két filamentummal (aktin és mikrotubulusok), a közbenső szálak stabilitása megnövekszik.

Ennek a tulajdonságnak köszönhetően fő funkciója mechanikus, ellenáll a sejtváltozásoknak. Ezek bőségesen megtalálhatók a folyamatos mechanikai feszültségen áteső sejttípusokban; például ideg-, epiteliális és izomsejtekben.

A citoszkeleton másik két komponensével ellentétben a köztes szálakat nem lehet összeszerelni és elhelyezni a poláris végükön.

Ezek merev struktúrák (hogy képesek legyenek ellátni funkciójukat: celluláris támogatás és mechanikus válasz a stresszre), és a szálak összeszerelése foszforilációfüggő folyamat..

A köztes szálak struktúrákat alkotnak, amelyeket desmoszómának neveznek. A fehérjékkel (kadherinekkel) együtt ezek a komplexek jönnek létre, amelyek a sejtek közötti kötéseket alkotják.

mikrotubulusok

A mikrotubulusok üreges elemek. Ezek a legnagyobb szálak, amelyek a citoszkelont alkotják. A mikrotubulusok átmérője belső részén 25 nm körüli. A hossza 200 nm és 25 μm között változó.

Ezek a szálak elengedhetetlenek minden eukarióta sejtben. A centroszómáknak nevezett kis struktúrákból (vagy születésükből) származnak, és onnan kiterjednek a sejtek széleire, ellentétben a közbenső szálakkal, amelyek az egész sejt környezetben terjednek.

A mikrotubulusokat a tubulinoknak nevezett fehérjék alkotják. A tubulin egy dimer, amelyet két alegység alkot: a-tubulin és β-tubulin. Ezeket a két monomert nem kovalens kötések kötik.

Az egyik legjelentősebb jellemzője a növekedési és lerövidítési képesség, ami elég dinamikus struktúrák, mint az aktinszálak.

A mikrotubulusok két vége egymástól megkülönböztethető. Ezért azt mondják, hogy ezekben a szálakban "polaritás" van. Mindegyik végén pozitívabbnak és kevésbé vagy negatívnak nevezzük az önegyesítési folyamatot.

Az izzószál összeszerelési és lebontási folyamata a "dinamikus instabilitás" jelenségét idézi elő..

Mikrotubulus funkció

A mikrotubulusok nagyon különböző szerkezeteket alkothatnak. Részt vesznek a sejtosztódási folyamatokban, a mitotikus orsó kialakításával. Ez a folyamat segít minden lányos sejtnek azonos számú kromoszómával.

A sejtek mobilitásához használatos ostorszerű, pl.

A mikrotubulusok olyan utakként vagy "utakként" szolgálnak, amelyekben különböző fehérjék mozognak. Ezeket a fehérjéket két családba sorolják: kinesinek és dyneinek. Nagy távolságokat tudnak utazni a cellán belül. A rövid távolságra történő szállítás általában aktinon történik.

Ezek a fehérjék a mikrotubulusok által alkotott utak „gyalogosai”. Mozgása hasonlít a mikrotubulusra.

A szállítás a különböző típusú elemek vagy termékek, például a vezikulumok mozgását jelenti. Az idegsejtekben ez a folyamat jól ismert, mert a neurotranszmitterek a hólyagokba szabadulnak fel.

A mikrotubulusok szintén részt vesznek az organellák mozgósításában. Különösen a Golgi készülék és az endoszplasmikus retikulum ezektől a szálaktól függ, hogy megfelelő pozíciójuk legyen. Mikrotubulusok hiányában (kísérletesen mutált sejtekben) ezek az organellák észrevehetően megváltoztatják helyzetüket.

A citoszkeleton egyéb következményei

Baktériumokban

Az előző szakaszokban az eukarióták citoszkeletonját ismertettük. A prokarióták hasonló szerkezetűek, és a hagyományos citoszkeletont alkotó három szálhoz hasonló komponensekkel rendelkeznek. Ezekhez a szálakhoz hozzáadjuk a baktériumokhoz tartozó saját magunkat: a MinD-ParA csoportot.

A baktériumok citoszkeleton funkciói meglehetősen hasonlítanak az eukariótákban betöltött funkciókhoz: támogatás, sejtmegosztás, sejtforma fenntartása, többek között.

A rákban

Klinikailag a citoszkeleton komponenseit rákkal társították. Mivel beavatkoznak a megosztási folyamatokba, azokat "célnak" tekintik, hogy megértsék és támadják meg a kontrollált sejtfejlődést.

referenciák

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Essential sejtbiológia. Garland tudomány.
2. Fletcher, D. A. és Mullins, R. D. (2010). Sejtmechanika és a citoszkeleton. természet, 463(7280), 485-492.
3. Hall, A. (2009). A citoszkeleton és a rák. Rák és metasztázis vélemények, 28(1-2), 5-14.
4. Moseley, J. B. (2013). Az eukarióta citoszkeleton kiterjesztett nézete. A sejt molekuláris biológiája, 24(11), 1615-1618.
5. Müller-Esterl, W. (2008). Biokémia. Az orvostudomány és az élettudományok alapjai. Megfordultam.
6. Shih, Y. L. és Rothfield, L. (2006). A bakteriális citoszkeleton. Mikrobiológiai és molekuláris biológiai vélemények, 70(3), 729-754.
7. Silverthorn Dee, U. (2008). Emberi fiziológia, integrált megközelítés. Pan American Medical 4. kiadás. Bs As.
8. Svitkina, T. (2009). A citoszkeleton komponensek elektronmikroszkópos vizsgálata. -ban Cytoskeleton módszerek és protokollok (187-616. o.). Humana Press.