Характеристики, функції, структура та компоненти цитоскелету



The цитоскелет Це клітинна структура, що складається з ниток. Вона розсіяна через цитоплазму і її функція в основному підтримує, підтримує архітектуру і клітинну форму. Конструктивно він складається з трьох типів волокон, класифікованих за розміром.

Це волокна актину, проміжні нитки і мікротрубочки. Кожен з них надає певну власність мережі. Стільниковий інтер'єр - це середовище, в якому відбувається переміщення і транзит матеріалів. Цитоскелет опосередковує ці внутрішньоклітинні рухи.

Наприклад, органели - такі як мітохондрії або апарат Гольджи - є статичними в клітинному середовищі; вони рухаються за допомогою цитоскелету як шлях.

Хоча цитоскелет явно переважає в еукаріотичних організмах, аналогічна структура зареєстрована у прокаріотів.

Індекс

  • 1 Загальна характеристика
  • 2 Функції
    • 2.1 Форма
    • 2.2 Рухи і сполучення клітин
  • 3 Структура та компоненти
    • 3.1 Нитки актину
    • 3.2 Проміжні нитки
    • 3.3 Мікротрубочки
  • 4 Інші наслідки цитоскелету
    • 4.1 У бактерій
    • 4.2 При раку
  • 5 Посилання

Загальна характеристика

Цитоскелет є надзвичайно динамічною структурою, що представляє собою "молекулярне риштування". Три типи ниток, що утворюють її, є повторюваними одиницями, які можуть утворювати дуже різні структури, залежно від способу, в якому об'єднані ці фундаментальні одиниці.

Якщо ми хочемо створити аналогію з людським скелетом, то цитоскелет еквівалентний кісткової системи і, крім того, до м'язової системи.

Однак вони не ідентичні кістці, оскільки компоненти можуть бути зібрані і розпарені, що дозволяє змінювати форму і дає пластичність клітці. Компоненти цитоскелету не розчиняються в детергентах.

Функції

Форма

Як випливає з назви, "інтуїтивна" функція цитоскелету полягає в тому, щоб забезпечити стабільність і форму клітин. Коли нитки з'єднуються в цій складній мережі, це дає клітині властивість протистояти деформації.

Без цієї структури клітина не зможе підтримувати певну форму. Однак це динамічна структура (на відміну від людського скелета), що дає клітинам властивість змінювати форму.

Рухи і сполуки клітин

Багато з клітинних компонентів пов'язані з цією мережею волокон, диспергованих у цитоплазмі, що сприяє просторовому розташуванню їх.

Клітинка не виглядає як бульйон з різними елементами, що плавають безперервно; це не статична сутність. Навпаки, це організована матриця з органелами, розташованими в конкретних зонах, і цей процес відбувається завдяки цитоскелету..

Цитоскелет бере участь у русі. Це відбувається завдяки моторним білків. Ці два елементи об'єднуються і дозволяють переміщення всередині клітини.

Він також бере участь у процесі фагоцитозу (процес, при якому клітина захоплює частинку з зовнішнього середовища, яка може або не може бути їжею). 

Цитоскелет дозволяє з'єднати клітку з зовнішнім середовищем, фізично і біохімічно. Ця роль з'єднувача є тим, що дозволяє формувати тканини і клітинні переходи.

Структура та компоненти

Цитоскелет складається з трьох різних типів ниток: актину, проміжних ниток і мікротрубочок.

В даний час запропоновано нового кандидата в якості четвертої нитки цитоскелету: септіна. Нижче детально описується кожна з цих частин:

Актинові нитки

Актинові філаменти мають діаметр 7 нм. Вони також відомі як мікрофіламенти. Мономери, що входять до складу ниток, є частинками у формі балонів.

Хоча вони є лінійними структурами, вони не мають "барної" форми: вони обертаються на своїй осі і нагадують пропелер. Вони пов'язані з низкою специфічних білків, які регулюють їх поведінку (організацію, місце розташування, довжину). Існує більше 150 білків, здатних взаємодіяти з актином.

Екстремуми можна диференціювати; один називається плюс (+), а інший мінус (-). За таких крайностей нитка може рости або скорочуватися. Полімеризація помітно швидше при самому екстремальному; Для полімеризації необхідно провести АТФ.

Актин також може бути мономером і бути вільним в цитозолі. Ці мономери пов'язані з білками, що перешкоджають їх полімеризації.

Функції філамента актину

Актинові філаменти мають роль, пов'язану з рухом клітин. Вони дозволяють різні типи клітин, як одноклітинні, так і багатоклітинні (наприклад, клітини імунної системи), рухатися в їх середовищі.

Актін добре відомий своєю роллю в скороченні м'язів. Разом з міозином вони групуються в саркомери. Обидві структури роблять можливим цей ATP-залежний рух.

Проміжні нитки

Приблизний діаметр цих ниток становить 10 мкм; звідси і назва "проміжний". Його діаметр є проміжним по відношенню до двох інших компонентів цитоскелету.

Кожна нитка структурована наступним чином: балон-форма голови на N-кінці і хвіст з подібною формою на кінцевому вуглеці. Ці кінці з'єднані між собою лінійною структурою, утвореною альфа-спіралями.

Ці "канати" мають глобулярні головки, які мають властивість намотування з іншими проміжними нитками, створюючи більш товсті переплетені елементи.

Проміжні нитки розташовані по всій цитоплазмі клітини. Вони поширюються на мембрану і часто прикріплюються до неї. Ці нитки також знаходяться в ядрі, утворюючи структуру під назвою "ядерний лист".

Ця група класифікується на підгрупи проміжних ниток:

- Кератинові нитки.

- Нитки віментину.

- Нейрофіламенти.

- Ядерні аркуші.

Функція проміжних ниток

Вони є надзвичайно міцними і стійкими елементами. Насправді, якщо порівнювати їх з двома іншими нитками (актином і мікротрубочками), проміжні нитки набувають стійкості.

Завдяки цій властивості, його головна функція - механічна, що протидіє змінам клітин. Вони знаходяться у великій кількості у типах клітин, які зазнають постійний механічний стрес; наприклад, в нервових, епітеліальних і м'язових клітинах.

На відміну від двох інших компонентів цитоскелету, проміжні нитки не можуть бути зібрані і розміщені на своїх полярних кінцях.

Вони є жорсткими структурами (здатні виконувати свою функцію: клітинна підтримка і механічна реакція на напругу), а збірка ниток є залежним від фосфорилювання процесом.

Проміжні нитки формують структури, звані десмосомами. Разом з серією білків (cadherins), ці комплекси створюються, які утворюють зв'язки між клітинами.

Мікротрубочки

Мікротрубочки є порожнистими елементами. Вони є найбільшими нитками, що складають цитоскелет. Діаметр мікротрубочок у його внутрішній частині становить близько 25 нм. Довжина досить варіабельна, в межах діапазону від 200 нм до 25 мкм.

Ці нитки незамінні у всіх еукаріотичних клітинах. Вони виникають (або народжуються) з маленьких структур, що називаються центросомами, і звідти поширюються до країв клітини, на відміну від проміжних ниток, які поширюються по всьому клітинному середовищу.

Мікротрубочки складаються з білків, званих тубулінами. Тубулін являє собою димер, утворений двома субодиницями: α-тубулін і β-тубулін. Ці два мономери пов'язані нековалентними зв'язками.

Однією з найбільш важливих її характеристик є здатність рости і скорочуватися, будучи досить динамічними структурами, як у актинових нитках.

Два кінці мікротрубочок можна диференціювати один від одного. Тому говориться, що в цих нитках є "полярність". На кожному кінці називають більш позитивні і менше або негативні процеси самозбірки відбуваються.

Цей процес збирання і деградації нитки призводить до явища "динамічної нестабільності".

Функція мікротрубочок

Мікротрубочки можуть утворювати дуже різноманітні структури. Вони беруть участь у процесах поділу клітин, утворюючи мітотичний веретено. Цей процес допомагає кожній дочірній клітці мати однакову кількість хромосом.

Вони також утворюють бичковоподібні придатки, що використовуються для рухливості клітин, такі як вії і джгутики.

Мікротрубочки служать як шляхи або "дороги", в яких рухаються різні білки, які мають транспортну функцію. Ці білки поділяються на дві сім'ї: кінезини і динеїни. Вони можуть пересуватися на великі відстані всередині клітини. Перевезення на короткі відстані зазвичай робиться на актині.

Ці білки є "пішоходами" доріг, утвореними мікротрубочками. Її рух нагадує досить прогулянку по мікротрубочці.

Перевезення передбачає переміщення різних типів елементів або продуктів, таких як везикули. У нервових клітинах цей процес добре відомий, оскільки нейротрансмітери видаються в везикули.

Мікротрубочки також беруть участь у мобілізації органел. Зокрема, апарат Гольджі і ендоплазматичний ретикулум залежать від цих ниток, щоб зайняти своє правильне положення. При відсутності мікротрубочок (в експериментально мутованих клітинах) ці органели помітно змінюють своє положення.

Інші наслідки цитоскелету

У бактерій

У попередніх розділах описаний цитоскелет еукаріотів. Прокаріоти також мають подібну структуру і мають компоненти, аналогічні трьом волокнам, що складають традиційний цитоскелет. До цих ниток додаємо одну з наших власних бактерій: групу MinD-ParA.

Функції цитоскелету у бактерій досить схожі з функціями, які вони виконують у еукаріотів: підтримка, поділ клітин, підтримання форми клітин, серед інших.

При раку

Клінічно, компоненти цитоскелету були пов'язані з раком. Оскільки вони втручаються в процеси поділу, вони вважаються "мішенями", щоб мати можливість розуміти і атакувати неконтрольоване розвиток клітин.

Список літератури

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Основна біологія клітини. Гірлянди наука.
  2. Fletcher, D.A., & Mullins, R. D. (2010). Механіка клітин і цитоскелет. Природа, 463(7280), 485-492.
  3. Hall, A. (2009). Цитоскелет і рак. Огляди раку та метастази, 28(1-2), 5-14.
  4. Moseley, J. B. (2013). Розширене уявлення про эукариотическом цитоскелеті. Молекулярна біологія клітини, 24(11), 1615-1618.
  5. Müller-Esterl, W. (2008). Біохімія Основи медицини та наук про життя. Я повернувся назад.
  6. Shih, Y. L., & Rothfield, L. (2006). Бактеріальний цитоскелет. Огляди мікробіології та молекулярної біології, 70(3), 729-754.
  7. Silverthorn Dee, U. (2008). Фізіологія людини, комплексний підхід. Панамериканська медицина 4-е видання. Bs As.
  8. Світкіна Т. (2009). Візуалізація компонентів цитоскелету електронною мікроскопією. В Методи і протоколи цитоскелету (стор. 187- 06). Humana Press.