Характеристики, функции, структура и компоненти на цитоскелета

на цитоскелет Това е клетъчна структура, съставена от нишки. Той е разпръснат през цитоплазмата и неговата функция е главно подкрепа, за да се поддържа архитектурата и клетъчната форма. Структурно тя е съставена от три вида влакна, класифицирани по размер.

Това са актиновите влакна, междинните нишки и микротубулите. Всеки от тях предоставя специфична собственост на мрежата. Клетъчният интериор е среда, в която се извършва изместване и транзит на материали. Цитоскелетът медиира тези вътреклетъчни движения.

Например, органелите - като митохондриите или апарата на Голджи - са статични в клетъчната среда; те се движат с помощта на цитоскелета като начин.

Въпреки че цитоскелетът ясно преобладава в еукариотните организми, аналогична структура е докладвана при прокариоти.

индекс

• 1 Общи характеристики
• 2 Функции
  • 2.1 Форма
  • 2.2 Движение и клетъчни връзки
• 3 Структура и компоненти
  • 3.1 Филаменти от актин
  • 3.2 Междинни влакна
  • 3.3 Микротубули
• 4 Други последствия от цитоскелета
  • 4.1 При бактериите
  • 4.2 При рак
• 5 Препратки

Общи характеристики

Цитоскелетът е изключително динамична структура, която представлява "молекулно скеле". Трите вида влакна, които го съставляват, са повтарящи се единици, които могат да образуват много различни структури, в зависимост от начина, по който тези фундаментални единици са комбинирани..

Ако искаме да създадем аналогия с човешкия скелет, цитоскелетът е еквивалентен на костната система и в допълнение към мускулната система..

Въпреки това, те не са идентични с костите, тъй като компонентите могат да бъдат сглобени и дезинтегрирани, което позволява промяна на формата и дава пластичност на клетката. Компонентите на цитоскелета не са разтворими в детергентите.

функции

форма

Както подсказва името, "интуитивната" функция на цитоскелета е да осигури стабилност и форма на клетката. Когато нишките се комбинират в тази сложна мрежа, тя дава на клетката свойството да се съпротивлява на деформацията.

Без тази структура клетката няма да може да поддържа определена форма. Въпреки това, това е динамична структура (противно на човешкия скелет), която дава на клетките свойството да променя формата си.

Движения и клетъчни връзки

Много от клетъчните компоненти са свързани с тази мрежа от влакна, разпръснати в цитоплазмата, допринасяйки за пространственото им разположение..

Клетката не прилича на бульон с различни плаващи елементи; нито е статичен обект. Напротив, тя е организирана матрица с органели, разположени в специфични зони, и този процес се случва благодарение на цитоскелета..

Цитоскелетът участва в движението. Това се случва благодарение на моторните протеини. Тези два елемента комбинират и позволяват премествания в клетката.

Той също така участва в процеса на фагоцитоза (процес, при който клетка улавя частица от външната среда, която може или не може да бъде храна). 

Цитоскелетът позволява да се свърже клетката с външната среда, физически и биохимично. Тази роля на съединителя е това, което позволява образуването на тъкани и клетъчни връзки.

Структура и компоненти

Цитоскелетът се състои от три различни вида нишки: актин, междинни нишки и микротубули..

Понастоящем е предложен нов кандидат като четвърта верига на цитоскелета: септина. По-долу подробно се описва всяка от тези части:

Актинови влакна

Актиновите влакна имат диаметър 7 nm. Те са известни и като микрофиламенти. Мономерите, които образуват влакната, са частици с форма на балон.

Въпреки че те са линейни структури, те нямат "бар" форма: те се въртят по оста и приличат на витло. Те са свързани с редица специфични протеини, които регулират тяхното поведение (организация, местоположение, дължина). Има повече от 150 протеини, способни да взаимодействат с актина.

Крайностите могат да бъдат диференцирани; единият се нарича плюс (+), а другият минус (-). Чрез тези крайности спиралата може да расте или да бъде съкратена. Полимеризацията е забележимо по-бърза в най-екстремни условия; за да се получи полимеризация, се изисква АТР.

Актинът може също да бъде мономер и да бъде свободен в цитозола. Тези мономери са свързани с протеини, които предотвратяват тяхната полимеризация.

Функциите на актиновите нишки

Актиновите влакна имат роля, свързана с клетъчното движение. Те позволяват различни видове клетки, едноклетъчни и многоклетъчни (например клетките на имунната система), да се движат в тяхната среда.

Актинът е добре известен с ролята си в мускулната контракция. Заедно с миозин те се групират в саркомери. И двете структури правят възможно това ATP-зависимо движение.

Междинни влакна

Приблизителният диаметър на тези нишки е 10 μm; оттук и името "междинен". Неговият диаметър е междинен по отношение на другите два компонента на цитоскелета.

Всяка нишка е структурирана по следния начин: глава с форма на балон в N-терминала и опашка с подобна форма при крайния въглерод. Тези краища са свързани помежду си чрез линейна структура, образувана от алфа спирали.

Тези "въжета" имат кълбови глави, които имат свойството да навиват с други междинни нишки, създавайки по-дебели преплетени елементи.

Междинните филаменти са разположени в клетъчната цитоплазма. Те се простират до мембраната и често са прикрепени към нея. Тези влакна също се намират в ядрото, образувайки структура, наречена "ядрен лист"..

Тази група се класифицира в междинни подгрупи нишки:

- Кератинови влакна.

- Нишки от виментин.

- невропълнител.

- Ядрени листове.

Функция на междинните нишки

Те са изключително здрави и устойчиви елементи. Всъщност, ако ги сравним с другите две нишки (актин и микротубули), междинните нишки получават стабилност.

Благодарение на това свойство основната му функция е механична, устойчива на клетъчни промени. Те се намират в изобилие в клетъчни типове, които претърпяват постоянен механичен стрес; например, в нервни, епителни и мускулни клетки.

За разлика от другите два компонента на цитоскелета, междинните нишки не могат да бъдат сглобени и разположени на техните полярни краища..

Те са твърди структури (за да могат да изпълняват функцията си: клетъчна поддръжка и механична реакция на стреса) и монтажът на нишките е зависим от фосфорилирането процес.

Междинните нишки образуват структури, наречени десмозоми. Заедно с поредица от протеини (кадхерини), тези комплекси се създават, които образуват връзките между клетките.

микротубулите

Микротубулите са кухи елементи. Те са най-големите нишки, които образуват цитоскелета. Диаметърът на микротубулите във вътрешната му част е около 25 nm. Дължината е доста променлива, в диапазона от 200 nm до 25 μm.

Тези нишки са незаменими във всички еукариотни клетки. Те се появяват (или се раждат) от малки структури, наречени центрозоми, и от там се простират до краищата на клетката, за разлика от междинните нишки, които се простират в клетъчната среда..

Микротубулите са съставени от протеини, наречени тубулини. Тубулин е димер, образуван от две субединици: а-тубулин и β-тубулин. Тези два мономера са свързани с нековалентни връзки.

Една от най-важните му характеристики е способността да расте и да се скъсява, тъй като е доста динамична структура, както при актиновите влакна.

Двата края на микротубулите могат да бъдат диференцирани един от друг. Затова се казва, че в тези нишки има "полярност". На всеки край се нарича по-положителен и по-малък или отрицателен процес на самосъздаване.

Този процес на сглобяване и разграждане на спиралата води до явление "динамична нестабилност".

Функция на микротубулите

Микротубулите могат да образуват много различни структури. Те участват в процесите на клетъчно делене, образувайки митотичното вретено. Този процес помага на всяка дъщерна клетка да има равен брой хромозоми.

Те също образуват подобни на камшици придатъци, използвани за клетъчна мобилност, като реснички и флагела.

Микротубулите служат като пътеки или "пътища", в които се движат различни протеини, които имат транспортна функция. Тези протеини са класифицирани в две семейства: кинезини и диенини. Те могат да пътуват на дълги разстояния в клетката. Транспортирането на къси разстояния обикновено се извършва върху актин.

Тези протеини са "пешеходците" на пътищата, образувани от микротубули. Движението му прилича съвсем на разходка по микротубулата.

Транспортът включва движение на различни видове елементи или продукти, като например везикули. В нервните клетки този процес е добре известен, тъй като невротрансмитерите се освобождават във везикулите.

Микротубулите също участват в мобилизирането на органели. Особено апаратът на Голджи и ендоплазмичният ретикулум зависят от тези влакна, за да заемат правилното им положение. В отсъствието на микротубули (в експериментално мутирали клетки), тези органели забележимо променят позицията си.

Други последствия от цитоскелета

При бактериите

В предишните раздели е описан цитоскелетът на еукариотите. Прокариотите също имат подобна структура и имат компоненти, аналогични на трите влакна, които съставляват традиционния цитоскелет. Към тези нишки се добавя една от нашите собствени принадлежности към бактериите: групата MinD-ParA.

Функциите на цитоскелета в бактериите са доста сходни с функциите, които изпълняват при еукариотите: подкрепа, клетъчно делене, поддържане на клетъчната форма, наред с други.

При рак

Клинично, компонентите на цитоскелета са свързани с рак. Тъй като те се намесват в процесите на разделяне, те се считат за "цели", за да могат да разбират и атакуват неконтролираното развитие на клетките.

препратки

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Съществена клетъчна биология. Garland Science.
2. Fletcher, D.A., & Mullins, R.D. (2010). Клетъчна механика и цитоскелет. природа, 463(7280), 485-492.
3. Hall, A. (2009). Цитоскелетът и ракът. Прегледи за рак и метастази, 28(1-2), 5-14.
4. Moseley, J. B. (2013). Разширен изглед на еукариотния цитоскелет. Молекулярна биология на клетката, 24(11), 1615-1618.
5. Müller-Esterl, W. (2008). Биохимия. Основи на медицината и науките за живота. Обърнах се обратно.
6. Shih, Y.L. & Rothfield, L. (2006). Бактериалният цитоскелет. Отзиви за микробиология и молекулярна биология, 70(3), 729-754.
7. Silverthorn Dee, U. (2008). Физиология на човека, интегриран подход. Панамериканска медицина 4-то издание. Bs As.
8. Svitkina, T. (2009). Представяне на компонентите на цитоскелета чрез електронна микроскопия. в Методи и протоколи на цитоскелета (стр. 187 - 06). Humana Press.