Cytoskeleto charakteristikos, funkcijos, struktūra ir komponentai

The cytoskeletas Tai ląstelinė struktūra, sudaryta iš gijų. Jis yra disperguojamas per citoplazmą ir jo funkcija yra palaikyti, palaikyti architektūrą ir ląstelių formą. Struktūriškai jis susideda iš trijų rūšių pluoštų, klasifikuojamų pagal jų dydį.

Tai yra aktino pluoštai, tarpiniai gijos ir mikrotubulai. Kiekvienas iš jų suteikia tinklui tam tikrą nuosavybę. Mobilusis interjeras yra aplinka, kurioje vyksta medžiagų perkėlimas ir tranzitas. Cytoskeletas tarpininkauja šiems ląstelių judėjimams.

Pavyzdžiui, organiniai - pavyzdžiui, mitochondrijai arba Golgi aparatai - yra statiniai ląstelių aplinkoje; jie persikelia naudodami citoskeletą kaip būdą.

Nors eukariotiniuose organizmuose vyrauja citoskeletas, analogiška struktūra buvo aprašyta prokariotuose..

Indeksas

• 1 Bendrosios charakteristikos
• 2 Funkcijos
  • 2.1 Forma
  • 2.2 Judėjimas ir ląstelių sankryžos
• 3 Struktūra ir komponentai
  • 3.1 Aktino gijos
  • 3.2 Tarpiniai gijos
  • 3.3 Mikrotubulai
• 4 Kitos citoskeleto pasekmės
  • 4.1 Bakterijose
  • 4.2 Vėžiu
• 5 Nuorodos

Bendrosios charakteristikos

Cytoskeletas yra labai dinamiška struktūra, vaizduojanti „molekulinius pastolius“. Trijų rūšių siūlai, kurie sudaro jį, yra pasikartojantys vienetai, kurie gali sudaryti labai skirtingas struktūras, priklausomai nuo to, kaip šie pagrindiniai vienetai yra sujungti.

Jei norime sukurti analogiją su žmogaus skeletu, citoskeletas yra lygiavertis kaulų sistemai ir, be to, raumenų sistemai..

Tačiau jie nėra identiški kaulams, nes komponentai gali būti sumontuoti ir suskaidyti, o tai leidžia formą keisti ir suteikia ląstelių plastiškumui. Cytoskeleto komponentai netirpsta plovikliuose.

Funkcijos

Forma

Kaip rodo pavadinimas, „intuityvioji“ citoskeleto funkcija yra užtikrinti ląstelės stabilumą ir formą. Kai siūlai sujungiami šiame sudėtingame tinkle, jis suteikia ląstelei atsparumo deformacijai.

Be šios struktūros ląstelė negalėtų išlaikyti konkrečios formos. Tačiau tai yra dinamiška struktūra (priešingai nei žmogaus skeletas), kuri suteikia ląstelių savybėms keisti formą.

Judėjimas ir ląstelių sankryžos

Daugelis ląstelių komponentų yra susieti su šiuo skaidulų tinklu, disperguotu citoplazmoje, prisidedant prie jų erdvinio išdėstymo..

Ląstelė neatrodo kaip sultinys su skirtingais elementais, plaukiojančiais į priekį; taip pat tai nėra statinis subjektas. Priešingai, tai yra organizuota matrica su organeliais, esančiais konkrečiose zonose, ir šis procesas vyksta dėl cytoskeleto.

Cytoskeletas dalyvauja judėjime. Taip atsitinka dėl motorinių baltymų. Šie du elementai jungia ir leidžia poslinkius ląstelėje.

Ji taip pat dalyvauja fagocitozės procese (procesas, kuriame ląstelė užfiksuoja daleles iš išorinės aplinkos, kuri gali būti arba gali būti ne maistas). 

Cytoskeletas leidžia sujungti ląstelę su jos išorine aplinka, fiziškai ir biochemiškai. Šis jungties vaidmuo yra tai, kas leidžia formuoti audinius ir ląstelių jungtis.

Struktūra ir komponentai

Cytoskeletas susideda iš trijų skirtingų rūšių gijų: aktino, tarpinių gijų ir mikrotubulų.

Šiuo metu naujas kandidatas siūlomas kaip ketvirtoji citozetono dalis: septina. Toliau aprašoma kiekviena iš šių dalių:

Aktino gijos

Aktino gijų skersmuo yra 7 nm. Jie taip pat žinomi kaip mikrofilmai. Filtrus sudarančios monomerai yra baliono formos dalelės.

Nors jie yra tiesinės konstrukcijos, jie neturi „baro“ formos: jie sukasi ant jų ašies ir panašūs į sraigtą. Jie yra susieti su specifinių baltymų serija, reguliuojančiais jų elgesį (organizaciją, vietą, ilgį). Yra daugiau nei 150 baltymų, galinčių sąveikauti su aktinu.

Galutiniai kraštovaizdžiai gali būti diferencijuoti; vienas vadinamas pliusu (+) ir kitas minusas (-). Šiais kraštutinumais siūlai gali augti arba sutrumpėti. Polimerizacija pastebimai greičiau vyksta ekstremaliomis sąlygomis; polimerizacijai, reikia ATP.

Aktinas taip pat gali būti monomeras ir laisvas citozolyje. Šie monomerai yra prijungti prie baltymų, kurie užkerta kelią jų polimerizacijai.

Aktino gijų funkcijos

Aktino gijos yra susijusios su ląstelių judėjimu. Jie leidžia skirtingus ląstelių tipus, tiek vienaląsčius, tiek daugelio ląstelių organizmus (pavyzdys yra imuninės sistemos ląstelės), judėti jų aplinkoje.

Aktinas yra gerai žinomas dėl savo vaidmens raumenų susitraukime. Kartu su myozinu jie yra suskirstyti į sarcomerus. Abi šios struktūros leidžia šį ATP priklausomą judėjimą.

Tarpiniai gijos

Apytikslis šių gijų skersmuo yra 10 μm; todėl pavadinimas "tarpinis". Jo skersmuo yra tarpinis, palyginti su kitais dviem citoskeleto komponentais.

Kiekvienas kaitinamasis siūlas yra struktūrizuotas taip: baliono formos galvutė N-gale ir uodega su panašia forma galinėje anglies dalyje. Šie galai yra tarpusavyje susiję su linijine struktūra, sudaryta iš alfa sraigtų.

Šie „lynai“ turi rutulines galvutes, turinčias apvijų su kitomis tarpinėmis gijomis, sukurdamos storesnius tarpusavyje susietus elementus.

Tarpiniai siūlai yra visame ląstelių citoplazmoje. Jie tęsiasi iki membranos ir dažnai pritvirtinami prie jos. Šie gijos taip pat randami branduolyje, sudarant struktūrą, vadinamą „branduoliniu lakštu“..

Ši grupė skirstoma į tarpinius kaitinamųjų siūlų pogrupius:

- Keratino gijos.

- Vimentino gijos.

- Neurofilamentai.

- Branduoliniai lapai.

Tarpinių gijų funkcija

Jie yra labai stiprūs ir atsparūs elementai. Tiesą sakant, jei lyginame juos su kitais dviem gijos siūlais (aktinu ir mikrotubulais), tarpiniai gijų įtampa padidėja.

Šios savybės dėka pagrindinė jo funkcija yra mechaninė, priešintis ląstelių pokyčiams. Jie randami gausiai ląstelių tipuose, kurie patiria pastovų mechaninį stresą; pavyzdžiui, nervų, epitelio ir raumenų ląstelėse.

Skirtingai nei kiti du citoskeleto komponentai, tarpiniai siūlai negali būti surenkami ir išdėstomi jų poliariniuose galuose.

Jie yra standžios struktūros (kad galėtų atlikti savo funkciją: ląstelių palaikymas ir mechaninis atsakas į stresą), o siūlų surinkimas yra priklausomas nuo fosforilinimo..

Tarpiniai gijos sudaro struktūras, vadinamas desmosomomis. Kartu su daugeliu baltymų (kadherinų) šie kompleksai sukuriami, sudarantys ryšius tarp ląstelių.

Mikrotubulai

Mikrotubulai yra tuščiaviduriai elementai. Jie yra didžiausi kintamieji, kurie sudaro cytoskeletą. Mikrotubulų skersmuo jos vidinėje dalyje yra apie 25 nm. Ilgis yra gana kintamas, nuo 200 iki 25 μm.

Šie siūlai yra būtini visose eukariotinėse ląstelėse. Jie atsiranda (arba yra gimę) iš mažų struktūrų, vadinamų centrosomomis, ir iš ten išeina į ląstelės kraštus, priešingai nei tarpiniai gijų, kurie tęsiasi per ląstelių aplinką..

Mikrotubulus sudaro baltymai, vadinami tubulinais. Tubulinas yra dimeris, kurį sudaro du subvienetai: α-tubulinas ir β-tubulinas. Šie du monomerai yra surišti ne kovalentiniais ryšiais.

Viena svarbiausių jo savybių yra gebėjimas augti ir sutrumpinti, yra gana dinamiškos struktūros, kaip ir aktino gijos.

Du mikrotubulų galai gali būti atskirti vienas nuo kito. Todėl sakoma, kad šiuose gijos yra „poliškumas“. Kiekviename gale vadinamas teigiamas ir mažesnis arba neigiamas savęs surinkimo procesas.

Šis kaitinimo siūlų surinkimo ir skilimo procesas sukelia „dinaminio nestabilumo“ reiškinį..

Mikrotubulių funkcija

Mikrotubulai gali sudaryti labai įvairias struktūras. Jie dalyvauja ląstelių dalijimosi procesuose, formuodami mitozinį veleną. Šis procesas padeda kiekvienai dukterinei ląstelei turėti vienodą skaičių chromosomų.

Jie taip pat suformuoja plaktą panašius priedus, naudojamus ląstelių judumui, pvz.

Mikrotubulai tarnauja kaip keliai arba keliai, kuriuose vyksta skirtingi baltymų, turinčių transporto funkciją, judėjimas. Šie baltymai skirstomi į dvi šeimas: kinesinus ir dyneinus. Jie gali keliauti ilgais atstumais ląstelėje. Transportas trumpais atstumais paprastai atliekamas aktinu.

Šie baltymai yra „pėsčiųjų“ keliai, kuriuos sudaro mikrotubulai. Jo judėjimas panašus į mikrotubulą.

Transportavimas apima įvairių tipų elementų ar produktų, pvz., Pūslelių, judėjimą. Nervų ląstelėse šis procesas yra gerai žinomas, nes neurotransmiteriai išsiskiria į pūsleles.

Mikrotubulai taip pat dalyvauja organelių mobilizavime. Visų pirma, Golgi aparatas ir endosplazminis tinklas priklauso nuo šių gijų, kad būtų tinkama jų padėtis. Nesant mikrotubulų (eksperimentiškai mutavusių ląstelių), šie organeliai žymiai keičia savo padėtį.

Kitos citoskeleto pasekmės

Bakterijose

Ankstesniuose skyriuose buvo aprašytas eukariotų citoskeletas. Prokariotai taip pat turi panašią struktūrą ir turi komponentų, analogiškų trims pluoštams, kurie sudaro tradicinį cytoskeletą. Prie šių gijų mes pridedame vieną iš mūsų priklausančių bakterijų: MinD-ParA grupę.

Cytoskeleto funkcijos bakterijose yra gana panašios į funkcijas, kurias jos vykdo eukariotuose: palaikymas, ląstelių dalijimasis, ląstelių formos palaikymas, be kita ko,.

Vėžiu

Klinikiniu požiūriu citoskeleto komponentai buvo susiję su vėžiu. Kadangi jie įsikiša į pasidalijimo procesus, jie laikomi „tikslais“, kad galėtų suprasti nekontroliuojamą ląstelių vystymąsi ir jį užpulti.

Nuorodos

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Esminė ląstelių biologija. Garland Science.
2. Fletcher, D. A. ir Mullins, R. D. (2010). Ląstelių mechanika ir citoskeletas. Gamta, 463(7280), 485-492.
3. Hall, A. (2009). Cytoskeletas ir vėžys. Vėžys ir metastazių apžvalgos, 28(1-2), 5-14.
4. Moseley, J. B. (2013). Išplėstas eukariotinio citoskeleto vaizdas. Ląstelės molekulinė biologija, 24(11), 1615-1618.
5. Müller-Esterl, W. (2008). Biochemija Medicinos ir gyvosios gamtos mokslų pagrindai. Aš atvirkščiai.
6. Shih, Y. L., ir Rothfield, L. (2006). Bakterinis citoskeletas. Mikrobiologijos ir molekulinės biologijos apžvalgos, 70(3), 729-754.
7. Silverthorn Dee, U. (2008). Žmogaus fiziologija, integruotas požiūris. Pan American Medical 4-asis leidimas. Bs As.
8. Svitkina, T. (2009). Vaizdo citozeleto komponentai elektroniniu mikroskopu. Į Cytoskeleto metodai ir protokolai (p. 187 - 06). „Humana Press“.