Citoskeletas

Citoskeletas susideda iš dinamiškai keičiamo trijų skirtingų baltymų gijų tinklo ląstelių citoplazmoje.

Jie suteikia ląstelei ir organizacinėms tarpląstelinėms struktūroms, tokioms kaip organelių ir pūslelių struktūrą, stabilumą ir vidinį mobilumą (judrumą). Kai kurie siūleliai išsikiša iš ląstelės, kad palaikytų ląstelės judrumą arba nukreiptą svetimkūnių pernešimą, pavyzdžiui, žievės ar žiogelio pavidalu.

Kas yra citoskeletas?

Žmogaus ląstelių citoskeletas susideda iš trijų skirtingų klasių baltymų gijų. Mikrofilamentai (aktino gijiniai), kurių skersmuo nuo 7 iki 8 nanometrų, kuriuos daugiausia sudaro aktino baltymai, padeda stabilizuoti išorinę ląstelės formą ir visos ląstelės judrumą, taip pat tarpląstelines struktūras.

Raumenų ląstelėse aktino siūleliai sudaro sąlygas raumenims susitraukti koordinuotai. Tarpinės gijos, kurių storis yra apie 10 nanometrų, taip pat suteikia ląstelei mechaninį stiprumą ir struktūrą. Jie nedalyvauja ląstelių judrume. Tarpinius siūlus sudaro įvairūs baltymai ir baltymų dimeriai, kurie sujungia į pluoštus, suvyniotus kaip virvės (tonofibrilės) ir yra ypač atsparūs ašaroms. Tarpinius siūlus galima suskirstyti į mažiausiai 6 skirtingus tipus su skirtingomis užduotimis.

Trečiąją gijų kategoriją sudaro mažyčiai vamzdeliai, mikrotubulėliai, kurių išorinis skersmuo yra 25 nanometrai. Jie yra sudaryti iš tubulino dimerų polimerų ir pirmiausia yra atsakingi už visų vidinių ląstelių judrumą ir pačių ląstelių judrumą.Palaikydami pačių ląstelių mobilumą, mikrotubulės, esančios žievės ar žiogelio pavidalu, gali sudaryti ląstelės procesus, išsikišusius iš ląstelės. Mikrotubulų tinklas dažniausiai organizuojamas iš centromeros ir yra ypač dinamiškų pokyčių.

Anatomija ir struktūra

Medžiagos grupių mikrofilamenai, tarpiniai siūlai (IF) ir mikrotubuliai (MT) - visos trys priskiriamos citoskeletui - yra beveik visur citoplazmoje ir ląstelės branduolyje.

Pagrindinius mikro- arba aktino gijų pluoštus žmonėms sudaro 6 izoforminiai aktino baltymai, kurių kiekvienas skiriasi tik keliomis aminorūgštimis. Monomerinis aktino baltymas (G-aktinas) suriša ATP nukleotidą ir, išskaidydamas fosfato grupę, sudaro ilgas molekulines aktino monomerų grandines, iš kurių dvi jungiasi sudarydamos spiralinius aktino siūlus. Aktino gijos glotniuose ir briaunotuose raumenyse, širdies raumenyse ir ne raumenų aktino gijos yra šiek tiek skiriasi viena nuo kitos. Aktino gijų kaupimasis ir skaidymas vyksta labai dinamiškai ir prisitaiko prie reikalavimų.

Tarpinės gijos yra sudarytos iš įvairių struktūrinių baltymų ir yra stipriai tempiamos, o jų skerspjūvis yra nuo 8 iki 11 nanometrų. Tarpiniai siūlai yra suskirstyti į penkias klases: rūgštiniai keratinai, baziniai keratinai, desmino tipo, neurofilamentai ir lamino tipo. Nors keratinai yra epitelio ląstelėse, desmino tipo gijos yra aptinkamos lygiųjų ir juostinių raumenų, taip pat širdies raumens ląstelėse. Neuropluoščiai, esantys praktiškai visose nervų ląstelėse, yra sudaryti iš baltymų, tokių kaip Internexin, Nestin, NF-L, NF-M ir kiti. Tarpiniai lamino tipo siūlai randami visuose ląstelių branduoliuose karioplazmos branduolinės membranos viduje.

Funkcija ir užduotys

Citoskeleto funkcija ir uždaviniai jokiu būdu nėra ribojami ląstelių struktūrine forma ir stabilumu. Mikropluoštai, daugiausia esantys tinklinėse struktūrose tiesiai ant plazminės membranos, stabilizuoja išorinę ląstelių formą. Bet jie taip pat sudaro membranos iškyšas, kaip pseudopodija. Motoriniai baltymai, iš kurių gaminami mikrofilamenai raumenų ląstelėse, užtikrina būtinus raumenų susitraukimus.

Tarp aukšto tempimo stiprio tarpinių gijų yra didžiausia reikšmė ląstelių mechaniniam stiprumui. Jie taip pat atlieka daugybę kitų funkcijų. Epitelio ląstelių keratino gijos yra netiesiogiai mechaniškai sujungtos viena su kita per desmosomas, kad odos audinys įgytų dvimatį, į matricą panašų stiprumą. IF yra sujungti su kitomis citoskeleto grupių grupėmis per tarpinius su siūlais susijusius baltymus (IFAP), užtikrinančius tam tikrą keitimąsi informacija ir atitinkamo audinio mechaninį stiprumą. Tai sukuria tvarkingą struktūrą citoskelete. Fermentai, tokie kaip kinazės ir fosfatazės, užtikrina, kad tinklai būtų greitai sukurti, pertvarkyti ir suskaidyti.

Skirtingi neurofilamentų tipai stabilizuoja nervinį audinį. Laminai kontroliuoja ląstelės membranos skilimą ląstelių dalijimosi metu ir vėlesnę jos rekonstrukciją. Mikrotubulėliai yra atsakingi už tokias užduotis kaip organelių ir pūslelių transportavimo ląstelėje kontroliavimas ir chromosomų organizavimas mitozės metu. Ląstelėse, kuriose mikrotubuliuose vystosi mikrovile, žieve, žiogelyje ar žvynelinėje, MT taip pat užtikrina visos ląstelės judrumą arba perima gleivių ar svetimkūnių pašalinimą. B. trachėjoje ir išoriniame ausies kanale.

Savo vaistus galite rasti čia

Ligos

Citoskeleto metabolizmą gali sutrikdyti genetiniai defektai arba išoriškai tiekiami toksinai. Viena iš labiausiai paplitusių paveldimų ligų, susijusių su raumenų membranų baltymų sintezės sutrikimu, yra Duchenne raumenų distrofija.

Genetinis defektas neleidžia formuotis distrofinui - struktūriniam baltymui, kurio reikia raumenų skaidulų skeleto skeleto raumenyse. Liga pasireiškia ankstyvoje vaikystėje, progresuojančia eiga. Mutavę keratinai taip pat gali turėti rimtų padarinių. Ichtiozė, vadinamoji žuvų kiaulpienės liga, lemia hiperkeratozę - odos dribsnių susidarymo ir eksfoliacijos pusiausvyros sutrikimą dėl vieno ar kelių 12 chromosomos genetinių defektų. Ichtiozė yra labiausiai paplitusi paveldima odos liga, todėl jai reikalinga intensyvi terapija, tačiau tai tik palengvina simptomus.

Kiti genetiniai defektai, dėl kurių sutrinka neurofilmų metabolizmas, sukelia z. B. amiotrofinė šoninė sklerozė (ALS). Kai kurie žinomi mikotoksinai (grybelio toksinai), tokie kaip pelėsių ir muselių agarai, sutrikdo aktino gijų metabolizmą. Kolchicinas, rudens kroko toksinas, ir taksolis, gaunamas iš kukmedžių, naudojami specialiai navikų terapijai. Jie įsiterpia į mikrotubulų metabolizmą.