Cytoskeleton-ominaisuudet, toiminnot, rakenne ja komponentit



sytoskeletonia Se on solurakenne, joka koostuu filamenteista. Se dispergoituu sytoplasman läpi ja sen toiminta on pääasiassa tukemaan arkkitehtuurin ja solukkomuodon ylläpitämistä. Rakenteellisesti se koostuu kolmesta kuitulajista, jotka on luokiteltu niiden koon mukaan.

Nämä ovat aktiinikuidut, välituotteet ja mikrotubuliat. Jokainen myöntää verkolle tietyn ominaisuuden. Solun sisustus on ympäristö, jossa tapahtuu materiaalien siirtymistä ja siirtymistä. Sytoskeleton välittää näitä solunsisäisiä liikkeitä.

Esimerkiksi organellit - kuten mitokondriot tai Golgi-laitteet - ovat staattisia solukkoympäristössä; ne liikkuvat käyttämällä sytoskelettia tavalla.

Vaikka sytoskeleton vallitsee selvästi eukaryoottisissa organismeissa, analoginen rakenne on raportoitu prokaryooteissa.

indeksi

  • 1 Yleiset ominaisuudet
  • 2 Toiminnot
    • 2.1 Muoto
    • 2.2 Liikkeen ja solujen liitokset
  • 3 Rakenne ja komponentit
    • 3.1. Aktiinin filamentit
    • 3.2 Välituotteet
    • 3.3 Mikrotuubulit
  • 4 Sytoskeletin muut vaikutukset
    • 4.1 Bakteereissa
    • 4.2 Syöpä
  • 5 Viitteet

Yleiset ominaisuudet

Sytoskeleton on erittäin dynaaminen rakenne, joka edustaa "molekyylirakennetta". Kolme filamenttityyppiä ovat toistuvia yksiköitä, jotka voivat muodostaa hyvin erilaisia ​​rakenteita riippuen siitä, miten nämä perusyksiköt yhdistetään.

Jos haluamme luoda analogian ihmisen luurankoon, sytoskeleton vastaa luun järjestelmää ja lisäksi lihasjärjestelmää..

Ne eivät kuitenkaan ole identtiset luun kanssa, koska komponentit voidaan koota ja hajottaa, mikä mahdollistaa muodon muutokset ja antaa solulle plastisuuden. Sytoskeletonin komponentit eivät liukene detergentteihin.

tehtävät

muoto

Kuten nimikin viittaa, sytoskeletonin "intuitiivinen" funktio on tarjota solulle stabiilisuus ja muoto. Kun filamentit yhdistyvät tässä monimutkaisessa verkossa, se antaa solulle muodonmuutoksen kestävyyden.

Ilman tätä rakennetta solu ei pystyisi säilyttämään tiettyä muotoa. Se on kuitenkin dynaaminen rakenne (toisin kuin ihmisen luuranko), joka antaa soluille ominaisuuden muuttaa muotoa.

Liikkeen ja solujen liitokset

Monet solukomponentit on liitetty tähän sytoplasmaan dispergoituneiden kuitujen verkkoon, mikä edistää niiden alueellista järjestelyä..

Kenno ei näytä liemeen, jossa on erilaisia ​​elementtejä, jotka kelluvat; se ei ole myöskään staattinen kokonaisuus. Päinvastoin, se on järjestetty matriisi, jossa on organellit, jotka sijaitsevat tietyillä alueilla, ja tämä prosessi tapahtuu sytoskeletin ansiosta.

Sytoskeleton on mukana liikkeessä. Tämä tapahtuu moottoriproteiinien ansiosta. Nämä kaksi elementtiä yhdistävät ja sallivat siirtymät solun sisällä.

Se osallistuu myös fagosytoosiprosessiin (prosessi, jossa solu sieppaa hiukkasen ulkoisesta ympäristöstä, joka voi olla tai ei ole ruokaa). 

Sytoskeleton mahdollistaa solun liittämisen ulkoiseen ympäristöönsä fyysisesti ja biokemiallisesti. Tämä liittimen rooli on se, mikä mahdollistaa kudosten ja solujen liitosten muodostumisen.

Rakenne ja komponentit

Sytoskeleton koostuu kolmesta eri filamenttityypistä: aktiinista, välifilamenteista ja mikrotubuuleista.

Tällä hetkellä ehdotetaan uutta ehdokasta sytoskeletonin neljänneksi juosteeksi: septina. Seuraavassa kuvataan yksityiskohtaisesti nämä osat:

Actin-filamentit

Aktiinifilamenttien halkaisija on 7 nm. Ne tunnetaan myös mikrofilamenteina. Filamentteja muodostavat monomeerit ovat pallomaisia ​​hiukkasia.

Vaikka ne ovat lineaarisia rakenteita, niillä ei ole "bar" -muotoa: ne pyörivät akselillaan ja muistuttavat potkuria. Ne liittyvät tiettyihin proteiineihin, jotka säätelevät niiden käyttäytymistä (organisaatio, sijainti, pituus). On olemassa yli 150 proteiinia, jotka kykenevät vuorovaikutuksessa aktiinin kanssa.

Äärimmäisyydet voidaan erottaa toisistaan; yksi on plus (+) ja toinen miinus (-). Näillä ääripäillä hehkulanka voi kasvaa tai lyhentää. Polymerointi on huomattavasti nopeampaa äärimmäisimmässä; polymerointia varten tarvitaan ATP.

Aktiini voi myös olla monomeeri ja olla vapaa sytosolissa. Nämä monomeerit sitoutuvat proteiineihin, jotka estävät niiden polymeroinnin.

Actin-filamenttitoiminnot

Aktiinifilamenteilla on rooli solujen liikkeessä. Ne mahdollistavat erilaiset solutyypit, sekä yksisoluiset että monisoluiset organismit (esimerkki on immuunijärjestelmän solut), liikkua niiden ympäristössä.

Actin on tunnettu roolistaan ​​lihasten supistumisessa. Yhdessä myosiinin kanssa ne ryhmitellään sarcomereihin. Molemmat rakenteet mahdollistavat tämän ATP-riippuvaisen liikkeen.

Välituotteet

Näiden filamenttien likimääräinen halkaisija on 10 μm; täten nimi "välituote". Sen halkaisija on välitön suhteessa kahteen sytoskeletonin kahteen komponenttiin.

Kukin filamentti on rakennettu seuraavasti: ilmapallon muotoinen pää N-terminaalissa ja hännän muoto, jolla on samanlainen muoto päätehiilessä. Nämä päät on liitetty toisiinsa lineaarisella rakenteella, jonka muodostavat alfa-heliksit.

Näissä "köysissä" on pyöreitä päät, joilla on käämitys muiden välikalvojen kanssa ja jotka muodostavat paksumpia lomitettuja elementtejä.

Välituotekalvot sijaitsevat koko solusytoplasmassa. Ne ulottuvat kalvoon ja kiinnittyvät usein siihen. Nämä filamentit löytyvät myös ytimestä, jolloin muodostuu "ydinkalvo"..

Tämä ryhmä luokitellaan hehkulangan alaryhmiin:

- Keratiinikuidut.

- Vimentinfilamentit.

- neurofilamenttigeenin.

- Ydinarkit.

Välituotekalvojen toiminta

Ne ovat erittäin vahvoja ja kestäviä elementtejä. Itse asiassa, jos niitä verrataan kahteen muuhun filamenttiin (aktiiniin ja mikrotubuloihin), välifilamentit kasvavat vakaudessa.

Tämän ominaisuuden ansiosta sen päätehtävä on mekaaninen, vastustaa solumuutoksia. Ne löytyvät runsaasti solutyypeistä, joille tehdään jatkuvaa mekaanista rasitusta; esimerkiksi hermo-, epiteeli- ja lihassoluissa.

Toisin kuin kaksi muuta sytoskeletonin komponenttia, välituotekalvoja ei voida koota ja sijoittaa niiden polaarisiin päihin.

Ne ovat jäykkiä rakenteita (voidakseen täyttää tehtävänsä: solujen tuki ja mekaaninen vaste stressiin) ja filamenttien kokoonpano on fosforylaatiosta riippuva prosessi.

Välituotteet muodostavat rakenteita, joita kutsutaan desmosomeiksi. Yhdessä useiden proteiinien (kadheriinien) kanssa nämä kompleksit luodaan, jotka muodostavat solujen väliset sidokset.

mikrotubulusten

Mikrotubulit ovat onttoja elementtejä. Ne ovat suurimmat säiliöt, jotka muodostavat sytoskeletin. Mikrotubuloiden halkaisija sen sisäosassa on noin 25 nm. Pituus on varsin vaihteleva alueella 200 - 25 μm.

Nämä filamentit ovat välttämättömiä kaikissa eukaryoottisoluissa. Ne syntyvät (tai ovat syntyneet) pienistä rakenteista, joita kutsutaan centrosomeiksi, ja sieltä ulottuvat solun reunoihin, toisin kuin välikalvot, jotka ulottuvat koko soluympäristössä.

Mikrotubulit muodostuvat proteiineista, joita kutsutaan tubuliineiksi. Tubuliini on dimeeri, jonka muodostavat kaksi alayksikköä: a-tubuliini ja β-tubuliini. Nämä kaksi monomeeria sitoutuvat ei-kovalenttisilla sidoksilla.

Yksi sen tärkeimmistä ominaisuuksista on kyky kasvaa ja lyhentää, mikä on melko dynaamisia rakenteita, kuten aktiinifilamenteissa.

Mikrotubulusten kaksi päätä voidaan erottaa toisistaan. Siksi sanotaan, että näissä filamenteissa on "polariteetti". Jokaisessa päässä, jota kutsutaan positiivisemmaksi ja vähemmän tai negatiiviseksi, tapahtuu itsekokoonpanoprosessi.

Tämä filamentin kokoonpano- ja hajoamisprosessi johtaa "dynaamisen epävakauden" ilmiöön..

Microtubule-toiminto

Mikrotubulit voivat muodostaa hyvin erilaisia ​​rakenteita. He osallistuvat solujen jakautumisprosessiin ja muodostavat mitoottisen karan. Tämä prosessi auttaa jokaisella tyttärisolulla yhtä paljon kromosomeja.

Ne muodostavat myös solujen liikkuvuuteen käytettävät piiskaa muistuttavat lisäosat, kuten silmukat ja flagellat.

Mikrotubulit toimivat poluina tai "teinä", joissa eri proteiinit, joilla on kuljetusfunktio, liikkuvat. Nämä proteiinit luokitellaan kahteen perheeseen: kinesiinit ja dyneiinit. Ne voivat matkustaa pitkiä matkoja solun sisällä. Kuljetus lyhyillä etäisyyksillä tehdään yleensä aktinilla.

Nämä proteiinit ovat mikrotubulusten muodostamien teiden jalankulkijoita. Sen liike muistuttaa melko kulkea mikrotubulilla.

Kuljetus käsittää erilaisten elementtien tai tuotteiden, kuten vesikkeleiden, liikkumisen. Hermosoluissa tämä prosessi tunnetaan hyvin, koska neurotransmitterit vapautuvat vesikkeleihin.

Mikrotubulit osallistuvat myös organellien mobilisointiin. Erityisesti Golgi-laite ja endosplasminen reticulum riippuvat näistä filamenteista niiden oikean aseman ottamiseksi. Mikrotubulusten puuttuessa (kokeellisesti mutatoituneissa soluissa) nämä organellit muuttavat huomattavasti asemaansa.

Muut sytoskeletin vaikutukset

Bakteereissa

Edellisissä kohdissa kuvattiin eukaryoottien sytoskeleton. Prokaryooteilla on myös samanlainen rakenne ja niillä on komponentit, jotka ovat analogisia kolmen kuidun kanssa, jotka muodostavat perinteisen sytoskeletin. Näihin filamentteihin lisätään yksi omista, jotka kuuluvat bakteereihin: MinD-ParA-ryhmä.

Sytoskeletin funktiot bakteereissa ovat melko samankaltaisia ​​kuin ne, joita ne täyttävät eukaryooteilla: tuki, solujen jakautuminen, solujen muodon ylläpito, muun muassa.

Syöpä

Kliinisesti sytoskeletonin komponentit on liitetty syöpään. Koska ne puuttuvat jakautumisprosessiin, niitä pidetään "kohteina", jotta ne voivat ymmärtää ja hyökätä hallitsemattomaan solujen kehitykseen.

viittaukset

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Oleellinen solubiologia. Garland Science.
  2. Fletcher, D. A., & Mullins, R. D. (2010). Solumekaniikka ja sytoskeleton. luonto, 463(7280), 485 - 492.
  3. Hall, A. (2009). Sytoskeleton ja syöpä. Syöpä ja metastaasiarvostelut, 28(1-2), 5-14.
  4. Moseley, J. B. (2013). Laajennettu näkymä eukaryoottisesta sytoskeletista. Solun molekyylibiologia, 24(11), 1615 - 1618.
  5. Müller-Esterl, W. (2008). Biokemia. Lääketieteen ja biotieteiden perusteet. Käännin.
  6. Shih, Y. L., ja Rothfield, L. (2006). Bakteriaalinen sytoskeleton. Mikrobiologian ja molekyylibiologian arviot, 70(3), 729-754.
  7. Silverthorn Dee, U. (2008). Ihmisen fysiologia, integroitu lähestymistapa. Pan American Medical 4. painos. Bs As.
  8. Svitkina, T. (2009). Sytoskeletonikomponenttien kuvantaminen elektronimikroskopialla. sisään Cytoskeleton-menetelmät ja -protokollat (s. 187 - 06). Humana Press.