Карактеристике цитоскелета, функције, структура и компоненте

Тхе цитоскелетон То је ћелијска структура састављена од влакана. Распршена је кроз цитоплазму и њена функција је углавном подршка, за одржавање архитектуре и станичне форме. Структурно се састоји од три врсте влакана, класификованих према величини.

То су актинска влакна, интермедијерни филаменти и микротубуле. Свако додељује одређену имовину мрежи. Целуларна унутрашњост је окружење у којем долази до расељавања и транзита материјала. Цитоскелетон посредује у овим интрацелуларним покретима.

На пример, органеле - као што су митохондрије или Голгијеви апарати - су статичне у ћелијском окружењу; они се крећу користећи цитоскелет као начин.

Иако цитоскелет јасно доминира у еукариотским организмима, аналогна структура је пријављена у прокариотима.

Индек

• 1 Опште карактеристике
• 2 Функције
  • 2.1 Облик
  • 2.2 Покрети и спојеви ћелија
• 3 Структура и компоненте
  • 3.1 Филаменти актина
  • 3.2 Средњи филаменти
  • 3.3 Микротубуле
• 4 Остале импликације цитоскелета
  • 4.1 Код бактерија
  • 4.2 Код рака
• 5 Референце

Опште карактеристике

Цитоскелет је изузетно динамична структура која представља "молекуларну скелу". Три врсте филамената које чине то су репетитивне јединице које могу да формирају веома различите структуре, у зависности од начина на који су ове основне јединице комбиноване.

Ако желимо да направимо аналогију са људским скелетом, цитоскелет је еквивалентан коштаном систему и, поред тога, мишићном систему..

Међутим, они нису идентични костима јер се компоненте могу саставити и дезинтегрирати, што омогућава промјену облика и даје пластичност ћелији. Компоненте цитоскелета нису растворљиве у детерџентима.

Функције

Схапе

Као што име имплицира, "интуитивна" функција цитоскелета је да обезбеди стабилност и форму ћелије. Када се влакна комбинују у овој замршеној мрежи, она даје ћелији својство отпорности на деформације.

Без ове структуре, ћелија не би могла да одржи одређени облик. Међутим, то је динамичка структура (супротно људском скелету) која даје ћелијама својство да промене облик.

Покрети и спојеви ћелија

Многе ћелијске компоненте су повезане са овом мрежом влакана која су распршена у цитоплазми, доприносећи њиховом просторном распореду..

Ћелија не изгледа као бујон са различитим елементима који плутају; нити је статички ентитет. Напротив, то је организована матрица са органелима лоцираним у специфичним зонама, а тај процес се одвија захваљујући цитоскелетону..

Цитоскелет је укључен у покрет. То се дешава захваљујући моторним протеинима. Ова два елемента комбинују и дозвољавају помаке унутар ћелије.

Такође учествује у процесу фагоцитозе (процес у коме ћелија хвата честицу из спољашњег окружења, која може или не мора бити храна). 

Цитоскелет омогућава повезивање ћелије са спољашњом околином, физички и биохемијски. Ова улога конектора је оно што омогућава формирање ткива и ћелијских спојева.

Структура и компоненте

Цитоскелет је састављен од три различите врсте филамената: актина, интермедијерних филамената и микротубула..

Тренутно се предлаже нови кандидат као четврти ланац цитоскелета: септина. У наставку је детаљно описан сваки од ових делова:

Ацтин филаментс

Актински филаменти имају пречник од 7 нм. Познати су и као микрофиламенти. Мономери који сачињавају филаменте су честице у облику балона.

Иако су линеарне структуре, оне немају "бар" облик: ротирају се на својој оси и наликују на пропелер. Они су повезани са низом специфичних протеина који регулишу њихово понашање (организација, локација, дужина). Постоји више од 150 протеина способних за интеракцију са актином.

Екстреми се могу разликовати; један се зове плус (+), а други минус (-). Овим екстремима влакна могу расти или се скратити. Полимеризација је приметно бржа на најекстремнијој; да би дошло до полимеризације, потребан је АТП.

Ацтин такође може бити мономер и слободан у цитосолу. Ови мономери су везани за протеине који спречавају њихову полимеризацију.

Функције актин филамента

Актински филаменти имају улогу у кретању ћелија. Они дозвољавају различите типове ћелија, и једноћелијске и вишећелијске (на пример ћелије имуног система), да се крећу у својим срединама.

Ацтин је добро познат по својој улози у контракцији мишића. Заједно са миозином они су груписани у саркомере. Обе структуре омогућавају овај АТП-овисни покрет.

Интермедиате филаментс

Приближни пречник ових влакана је 10 μм; отуда и назив "посредник". Његов пречник је средњи у односу на друге две компоненте цитоскелета.

Сваки филамент је структуриран на следећи начин: глава у облику балона на Н-терминалу и реп са сличним обликом на терминалном угљенику. Ови крајеви су међусобно повезани линеарном структуром коју чине алфа хеликси.

Ове "конопце" имају кугласте главе које имају својство навијања са другим средњим филаментима, стварајући дебље испреплетене елементе.

Интермедијерни филаменти се налазе у целој цитоплазми. Они се протежу до мембране и често су причвршћени за њу. Ови филаменти се такође налазе у језгру, формирајући структуру звану "нуклеарни лист"..

Ова група је класификована у подгрупе средњих нити:

- Кератин филаменти.

- Филаменти виментина.

- Неурофиламенти.

- Нуцлеар схеетс.

Функција средњих филамената

Изузетно су јаки и отпорни елементи. У ствари, ако их упоредимо са друга два филамента (актин и микротубуле), интермедијерни филаменти добијају у стабилности.

Захваљујући овом својству, његова главна функција је механичка, отпорна на промене ћелија. Они се налазе у обиљу ћелијских типова који подлежу сталном механичком напрезању; на пример, у нервним, епителним и мишићним ћелијама.

За разлику од друге две компоненте цитоскелета, средњи филаменти се не могу саставити и одложити на њиховим поларним крајевима.

Оне су круте структуре (да би могле да испуне своју функцију: ћелијска подршка и механички одговор на стрес), а састављање филамената је процес који зависи од фосфорилације.

Средњи филаменти формирају структуре назване десмосоми. Заједно са низом протеина (кадхерина), ови комплекси настају тако да формирају везе између ћелија.

Мицротубулес

Микротубуле су шупљи елементи. Они су највећи филаменти који чине цитоскелет. Пречник микротубула у унутрашњем делу је око 25 нм. Дужина је прилично варијабилна, у опсегу од 200 нм до 25 μм.

Ови филаменти су неопходни у свим еукариотским ћелијама. Они се појављују (или се рађају) из малих структура званих центросоми, а одатле се шире до ивица ћелије, за разлику од средњих филамената, који се протежу кроз целуларну средину.

Микротубуле чине протеини названи тубулини. Тубулин је димер који чине две подјединице: α-тубулин и β-тубулин. Ова два мономера су везана нековалентним везама.

Једна од његових најзначајнијих карактеристика је способност раста и скраћивања, што је прилично динамична структура, као у актин филаментима.

Два краја микротубула могу се разликовати један од другог. Стога се каже да у тим влакнима постоји "поларитет". На сваком крају називају се позитивнији и мање или негативни - процес само-монтаже се дешава.

Овај процес монтаже и деградације филамента доводи до појаве "динамичке нестабилности".

Функција микротубула

Микротубуле могу да формирају веома различите структуре. Учествују у процесима дељења ћелија, формирајући митотичко вретено. Овај процес помаже свакој ћеркој ћелији да имају једнак број хромозома.

Они такодје формирају бичевске додатке који се користе за мобилност ћелија, као што су цилије и флагеле.

Микротубуле служе као путеви или "путеви" у којима се крећу различити протеини који имају транспортну функцију. Ови протеини су класификовани у две породице: кинезине и динеје. Могу путовати на велике удаљености унутар ћелије. Транспорт на кратке удаљености обично се ради на актину.

Ови протеини су "пешаци" путева формираних од микротубула. Његов покрет налик је на шетњу микротубулом.

Транспорт укључује кретање различитих типова елемената или производа, као што су везикуле. У нервним ћелијама овај процес је добро познат јер се неуротрансмитери ослобађају у везикуле.

Микротубуле такође учествују у мобилизацији органела. Нарочито, Голгијев апарат и ендосплазматски ретикулум зависе од ових влакана да заузму свој правилан положај. У одсуству микротубула (у експериментално мутираним ћелијама), ове органеле значајно промене свој положај.

Друге импликације цитоскелета

У бактеријама

У претходним поглављима описан је цитоскелет еукариота. Прокариоти такође имају сличну структуру и имају компоненте аналогне са три влакна која чине традиционални цитоскелет. Овим влакнима додајемо један од наших бактерија: МинД-ПарА групу.

Функције цитоскелета у бактеријама су веома сличне функцијама које испуњавају код еукариота: подршка, дељење ћелија, одржавање ћелијског облика, између осталог.

У раку

Клинички, компоненте цитоскелета су повезане са раком. Пошто интервенишу у процесима поделе, они се сматрају "циљевима" да би могли да разумеју и нападају неконтролисани развој ћелија.

Референце

1. Албертс, Б., Браи, Д., Хопкин, К., Јохнсон, А., Левис, Ј., Рафф, М., ... & Валтер, П. (2013). Основна ћелијска биологија. Гарланд Сциенце.
2. Флетцхер, Д.А., & Муллинс, Р.Д. (2010). Механика ћелија и цитоскелет. Природа, 463(7280), 485-492.
3. Халл, А. (2009). Цитоскелет и рак. Рецензије рака и метастаза, 28(1-2), 5-14.
4. Моселеи, Ј. Б. (2013). Проширени поглед на еукариотски цитоскелет. Молекуларна биологија ћелије, 24(11), 1615-1618.
5. Муллер-Естерл, В. (2008). Биоцхемистри Основе медицине и науке о животу. Преокренуо сам.
6. Схих, И.Л. & Ротхфиелд, Л. (2006). Бактеријски цитоскелет. Микробиологија и молекуларна биологија, 70(3), 729-754.
7. Силвертхорн Дее, У. (2008). Људска физиологија, интегрални приступ. Пан Америцан Медицина 4тх едитион. Бс Ас.
8. Свиткина, Т. (2009). Компоненте снимања цитоскелета електронском микроскопијом. Ин Методе и протоколи за цитоскелет (стр. 187- 06). Хумана Пресс.