Cytoszkielet

Plik Cytoszkielet składa się z dynamicznie zmieniającej się sieci trzech różnych włókien białkowych w cytoplazmie komórek.

Nadają komórkowym i organizacyjnym strukturom wewnątrzkomórkowym, takim jak organelle i pęcherzyki, strukturę, stabilność i wewnętrzną ruchliwość (ruchliwość). Niektóre włókna wystają z komórki, aby wspierać ruchliwość komórki lub ukierunkowany transport ciał obcych w postaci rzęsek lub wici.

Co to jest cytoszkielet?

Cytoszkielet komórek ludzkich składa się z trzech różnych klas włókien białkowych. Mikrofilamenty (filamenty aktynowe) o średnicy od 7 do 8 nanometrów, które składają się głównie z białek aktyny, służą do stabilizacji zewnętrznego kształtu komórki i ruchliwości komórki jako całości, a także struktur wewnątrzkomórkowych.

W komórkach mięśniowych filamenty aktynowe umożliwiają mięśniom skurcz w sposób skoordynowany. Włókna pośrednie o grubości około 10 nanometrów zapewniają również wytrzymałość mechaniczną i strukturę komórki. Nie biorą udziału w ruchliwości komórek. Włókna pośrednie składają się z różnych białek i dimerów białek, które łączą się w wiązki nawinięte jak liny (tonofibryle) i są niezwykle odpornymi na rozerwanie strukturami. Filamenty pośrednie można podzielić na co najmniej 6 różnych typów z różnymi zadaniami.

Trzecia klasa włókien składa się z maleńkich rurek, mikrotubul, o średnicy zewnętrznej 25 nanometrów. Zbudowane są z polimerów dimerów tubuliny i są przede wszystkim odpowiedzialne za wszystkie rodzaje ruchliwości wewnątrzkomórkowej oraz za ruchliwość samych komórek.W celu wspierania własnej ruchliwości komórek, mikrotubule w postaci rzęsek lub wici mogą tworzyć procesy komórkowe wystające z komórki. Sieć mikrotubul jest w większości zorganizowana z centromeru i podlega niezwykle dynamicznym zmianom.

Anatomia i budowa

Substancje z grup mikrowłókien, włókien pośrednich (IF) i mikrotubul (MT), z których wszystkie trzy są przypisane do cytoszkieletu, są prawie wszechobecne w cytoplazmie, a także w jądrze komórkowym.

Podstawowe bloki budulcowe mikro- lub aktynowych włókien u ludzi składają się z 6 izoform białek aktyny, z których każde różni się tylko kilkoma aminokwasami. Monomeryczne białko aktyny (G-aktyna) wiąże nukleotyd ATP i tworzy długie łańcuchy molekularne monomerów aktyny poprzez odszczepienie grupy fosforanowej, z których dwa łączą się tworząc spiralne włókna aktynowe. Włókna aktynowe w mięśniach gładkich i prążkowanych, w mięśniu sercowym i niemięśniowych filamentach aktynowych różnią się nieznacznie od siebie. Nagromadzenie i rozpad filamentów aktynowych podlega bardzo dynamicznym procesom i dostosowuje się do wymagań.

Włókna pośrednie składają się z różnych białek strukturalnych i mają wysoką wytrzymałość na rozciąganie i mają przekrój od około 8 do 11 nanometrów. Włókna pośrednie dzielą się na pięć klas: keratyny kwaśne, keratyny zasadowe, typu desminowego, neurofilamenty i typu laminowego. Podczas gdy keratyny występują w komórkach nabłonka, włókna typu desminy znajdują się w komórkach mięśni gładkich i prążkowanych, a także w komórkach mięśnia sercowego. Neurofilamenty obecne w praktycznie wszystkich komórkach nerwowych składają się z białek, takich jak intereksyna, nestyna, NF-L, NF-M i inne. Włókna pośrednie typu laminowego znajdują się we wszystkich jądrach komórkowych błony jądrowej w karioplazmie.

Funkcja i zadania

Funkcja i zadania cytoszkieletu nie są w żaden sposób ograniczone do kształtu strukturalnego i stabilności komórek. Mikrowłókna, które znajdują się głównie w strukturach siatkowatych bezpośrednio na błonie plazmatycznej, stabilizują zewnętrzny kształt komórek. Ale tworzą również wypukłości błonowe, takie jak pseudopodia. Niezbędne skurcze mięśni zapewniają białka motoryczne, z których zbudowane są mikrofilamenty w komórkach mięśniowych.

Włókna pośrednie o bardzo wysokiej wytrzymałości na rozciąganie mają największe znaczenie dla wytrzymałości mechanicznej ogniw. Pełnią też szereg innych funkcji. Włókna keratynowe komórek nabłonka są pośrednio połączone mechanicznie ze sobą za pośrednictwem desmosomów, dzięki czemu tkanka skóry otrzymuje dwuwymiarową, podobną do macierzy, siłę. IFAP są połączone z innymi grupami substancji cytoszkieletu poprzez pośrednie białka związane z włóknami (IFAP), zapewniają pewną wymianę informacji i wytrzymałość mechaniczną odpowiedniej tkanki. Tworzy to uporządkowane struktury w cytoszkieletu. Enzymy, takie jak kinazy i fosfatazy, zapewniają szybkie tworzenie, restrukturyzację i rozpad sieci.

Różne typy neurofilamentów stabilizują tkankę nerwową. Lamines kontrolują rozpad błony komórkowej podczas podziału komórki i jego późniejszej odbudowy. Mikrotubule są odpowiedzialne za takie zadania, jak kontrolowanie transportu organelli i pęcherzyków w komórce oraz organizowanie chromosomów podczas mitozy. W komórkach, w których mikrotubule rozwijają mikrokosmki, rzęski, wici lub wici, MT zapewniają również ruchliwość całej komórki lub przejmują usuwanie śluzu lub ciał obcych. B. w tchawicy i przewodzie słuchowym zewnętrznym.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby

Zaburzenia metabolizmu cytoszkieletu mogą wynikać z wad genetycznych lub toksyn dostarczanych z zewnątrz. Jedną z najczęstszych chorób dziedzicznych związanych z zaburzeniami syntezy białka błonowego mięśni jest dystrofia mięśniowa Duchenne'a.

Defekt genetyczny zapobiega tworzeniu się dystrofiny, białka strukturalnego potrzebnego we włóknach mięśniowych mięśni szkieletowych prążkowanych. Choroba występuje we wczesnym dzieciństwie i ma przebieg postępujący. Zmutowane keratyny mogą również mieć poważne skutki. Rybia łuska, tak zwana choroba rybiej łuski, prowadzi do hiperkeratozy, zaburzenia równowagi między produkcją a złuszczaniem się łusek skórnych, z powodu jednej lub więcej defektów genetycznych na chromosomie 12. Rybia łuska jest najczęstszą dziedziczną chorobą skóry i wymaga intensywnej terapii, która jednak może jedynie złagodzić objawy.

Inne wady genetyczne, które prowadzą do zakłócenia metabolizmu neurofilamentów, powodują z. B. stwardnienie zanikowe boczne (ALS). Niektóre znane mikotoksyny (toksyny grzybowe), takie jak te z pleśni i muchomorów, zakłócają metabolizm filamentów aktynowych. Specjalnie do leczenia nowotworów stosuje się kolchicynę, toksynę krokusa jesiennego i taksol pozyskiwany z cisów. Ingerują w metabolizm mikrotubul.