Cytoskeleta īpašības, funkcijas, struktūra un komponenti



The citoskelets Tā ir šūnu struktūra, kas sastāv no pavedieniem. Tas ir izkliedēts caur citoplazmu, un tās funkcija galvenokārt ir atbalsts, lai saglabātu arhitektūru un šūnu formu. Strukturāli tas sastāv no trīs veidu šķiedrām, kas klasificētas pēc to lieluma.

Tās ir aktīna šķiedras, starpposma pavedieni un mikrotubulas. Katrs no tiem piešķir konkrētam īpašumam tīklam. Šūnu interjers ir vide, kurā notiek materiālu pārvietošana un tranzīts. Cytoskeletons mediē šīs intracelulārās kustības.

Piemēram, organellām - piemēram, mitohondrijiem vai Golgi aparātiem - šūnu vidē ir statisks; viņi pārvietojas, izmantojot citoskeletu kā ceļu.

Lai gan citozkelets eukariotiskajos organismos dominē, analogā struktūra ir aprakstīta prokariotos..

Indekss

  • 1 Vispārīgi raksturlielumi
  • 2 Funkcijas
    • 2.1
    • 2.2 Kustības un šūnu savienojumi
  • 3 Struktūra un komponenti
    • 3.1. Aktīna pavedieni
    • 3.2 Starpšķiedras
    • 3.3 Mikrotubulas
  • 4 Cytoskeleta citas sekas
    • 4.1 Baktērijās
    • 4.2
  • 5 Atsauces

Vispārīgās īpašības

Cytoskelets ir ārkārtīgi dinamiska struktūra, kas pārstāv "molekulārās sastatnes". Trīs veidu pavedieni, kas veido to, ir atkārtotas vienības, kas var veidot ļoti atšķirīgas struktūras atkarībā no tā, kā šīs pamatvienības tiek apvienotas..

Ja mēs vēlamies radīt analoģiju ar cilvēka skeletu, citoskelets ir līdzīgs kaulu sistēmai un papildus muskuļu sistēmai..

Tomēr tās nav identiskas kaulam, jo ​​sastāvdaļas var samontēt un sadalīt, kas ļauj mainīt formu un piešķir šūnai plastiskumu. Cytoskeleta sastāvdaļas nešķīst mazgāšanas līdzekļos.

Funkcijas

Forma

Kā norāda nosaukums, citoskeleta "intuitīvā" funkcija ir nodrošināt šūnai stabilitāti un formu. Kad pavedieni apvienojas šajā sarežģītajā tīklā, tas dod šūnai pretestību deformācijai.

Bez šīs struktūras šūna nevarētu saglabāt noteiktu formu. Tomēr tā ir dinamiska struktūra (pretēji cilvēka skeletam), kas dod šūnām īpašuma formu.

Kustības un šūnu krustojumi

Daudzi no šūnu komponentiem ir saistīti ar šo šķiedru tīklu, kas izkliedēts citoplazmā, veicinot to telpisko izkārtojumu..

Šūna neizskatās kā buljons ar dažādiem elementiem, kas peld ar šķidrumu; tā arī nav statiska vienība. Gluži pretēji, tā ir organizēta matrica ar organelēm, kas atrodas konkrētās zonās, un šis process notiek, pateicoties citoskeletam.

Cytoskelets ir iesaistīts kustībā. Tas notiek, pateicoties motora proteīniem. Šie divi elementi apvieno un pieļauj pārvietojumus šūnā.

Tā piedalās arī fagocitozes procesā (process, kurā šūna uztver daļiņu no ārējās vides, kas var būt vai nebūt pārtika). 

Cytoskelets ļauj savienot šūnu ar tās ārējo vidi fiziski un bioķīmiski. Šī savienotāja loma ir tas, kas ļauj veidot audus un šūnu savienojumus.

Struktūra un komponenti

Cytoskeleton sastāv no trīs dažādu veidu pavedieniem: aktīnam, starpšķiedrām un mikrotubulām.

Šobrīd tiek piedāvāts jauns kandidāts kā cytoskeleta ceturtā daļa: septīna. Turpmāk aprakstīta katra no šīm detaļām:

Aktīna pavedieni

Aktīna pavedienu diametrs ir 7 nm. Tos sauc arī par mikrofilamentiem. Monomēri, kas veido pavedienus, ir balonu formas daļiņas.

Lai gan tās ir lineārās struktūras, tām nav "stieņa" formas: tās rotē uz ass un atgādina propelleru. Tie ir saistīti ar virkni specifisku proteīnu, kas regulē to uzvedību (organizācija, atrašanās vieta, garums). Ir vairāk nekā 150 proteīnu, kas spēj mijiedarboties ar aktīnu.

Galējības var diferencēt; vienu sauc par plus (+) un otru mīnus (-). Ar šiem galējībām pavediens var augt vai tikt saīsināts. Polimerizācija ir ārkārtīgi ātrāka ļoti ekstrēmos apstākļos; lai polimerizācija notiktu, ir nepieciešams ATP.

Aktīns var būt arī monomērs un brīvs citozolā. Šie monomēri ir saistīti ar proteīniem, kas novērš to polimerizāciju.

Aktīna kvēldiega funkcijas

Aktīna pavedieniem ir nozīme saistībā ar šūnu kustību. Tie ļauj dažādiem šūnu tipiem, gan vienšūnu, gan daudzšūnu organismiem (piemērs ir imūnsistēmas šūnas), lai pārvietotos savā vidē..

Aktīns ir labi pazīstams ar savu lomu muskuļu kontrakcijā. Kopā ar miozīnu tie ir grupēti sarkomēros. Abas struktūras padara šo ATP atkarīgo kustību iespējamu.

Starpšķiedras

Šo pavedienu aptuvenais diametrs ir 10 μm; līdz ar to nosaukums "starpprodukts". Tā diametrs ir starpsavienojums attiecībā pret pārējiem diviem citosakeleta komponentiem.

Katrs kvēldiegs ir strukturēts šādi: balonu veidojoša galva N-galā un astes ar līdzīgu formu gala ogleklī. Šos galus savstarpēji savieno lineāra struktūra, ko veido alfa helīci.

Šīm "virvēm" ir lodveida galvas, kurām piemīt tinumu īpašības ar citiem starpslāniem, radot biezākus savstarpēji savienotus elementus.

Starpšķiedras atrodas visā šūnu citoplazmā. Tie stiepjas uz membrānu un bieži ir piestiprināti pie tās. Šie pavedieni ir atrodami arī kodolā, veidojot struktūru, ko sauc par "kodollapu"..

Šī grupa ir klasificēta starpposma pavedienu apakšgrupās:

- Keratīna pavedieni.

- Vimentīna pavedieni.

- Neirofilamenti.

- Kodolmateriālu lapas.

Starpšķiedru funkcija

Tie ir ļoti izturīgi un izturīgi elementi. Faktiski, ja mēs tos salīdzinām ar pārējiem diviem pavedieniem (aktīniem un mikrotubuliem), starpfilamenti palielinās stabilitātē.

Pateicoties šai īpašībai, tās galvenā funkcija ir mehāniska, pretestība šūnu izmaiņām. Tie ir atrodami plaši šūnu tipos, kuriem tiek veikta nemainīga mehāniskā spriedze; piemēram, nervu, epitēlija un muskuļu šūnās.

Atšķirībā no pārējām divām citozkeleta sastāvdaļām, starpslānus nevar salikt un izvietot to polārajos galos.

Tie ir cietas struktūras (lai varētu izpildīt savu funkciju: šūnu atbalsts un mehāniskā reakcija uz stresu), un pavedienu montāža ir atkarīgs no fosforilācijas procesa..

Starpšķiedras veido struktūras, ko sauc par desmosomām. Kopā ar vairākiem proteīniem (kadherīniem) šie kompleksi tiek veidoti, veidojot saites starp šūnām.

Mikrotubulas

Mikrotubulas ir dobie elementi. Tie ir lielākie pavedieni, kas veido cytoskeletu. Mikrotubulu diametrs iekšējā daļā ir aptuveni 25 nm. Garums ir diezgan mainīgs diapazonā no 200 nm līdz 25 μm.

Šie pavedieni ir nepieciešami visās eukariotu šūnās. Tie parādās (vai ir dzimuši) no mazām struktūrām, ko sauc par centrosomām, un no turienes iziet uz šūnas malām, atšķirībā no starpslāņiem, kas stiepjas visā šūnu vidē..

Mikrotubulas veido proteīni, ko sauc par tubulīniem. Tubulīns ir dimers, ko veido divi apakšvienības: α-tubulīns un β-tubulīns. Šie divi monomēri ir saistīti ar ne-kovalentām saitēm.

Viena no svarīgākajām iezīmēm ir spēja augt un saīsināt, kas ir diezgan dinamiska struktūra, tāpat kā aktīna pavedieni.

Mikrotubulu divus galus var diferencēt viens no otra. Tāpēc ir teikts, ka šajos pavedienos ir "polaritāte". Katrā galā, ko sauc par pozitīvāku un mazāk vai negatīvu, notiek savākšanas process.

Šis kvēldiega salikšanas un noārdīšanās process rada fenomenu "dinamiskā nestabilitāte"..

Microtubule funkcija

Mikrotubulas var veidot ļoti dažādas struktūras. Viņi piedalās šūnu dalīšanās procesos, veidojot mitotisko vārpstu. Šis process palīdz katrai meitas šūnai iegūt vienādu skaitu hromosomu.

Tās veido arī pātagas veida piedevas, kas tiek izmantotas šūnu mobilitātei, piemēram, cilmes un flagellas.

Mikrotubulas kalpo kā ceļi vai ceļi, kuros pārvietojas dažādas olbaltumvielas, kurām ir transporta funkcija. Šīs olbaltumvielas ir iedalītas divās ģimenēs: kinesīni un dinīni. Viņi var pārvietoties lielos attālumos šūnā. Pārvadājumi īsos attālumos parasti tiek veikti ar aktīnu.

Šie proteīni ir "gājēji", ko veido mikrotubulas. Tās kustība atgādina mikrotubulu.

Pārvadāšana ietver dažāda veida elementu vai produktu, piemēram, vezikulu, pārvietošanu. Nervu šūnās šis process ir labi zināms, jo neirotransmiteri tiek izvadīti vezikulās.

Mikrotubulas piedalās arī organellu mobilizācijā. Jo īpaši Golgi aparāts un endosplasmiskais retikulāts ir atkarīgs no šiem pavedieniem, lai ņemtu to pareizo stāvokli. Ja nav mikrotubulu (eksperimentāli mutētās šūnās), šīs organeles ievērojami maina savu stāvokli.

Citas citosakeleta sekas

Baktērijās

Iepriekšējās sadaļās tika aprakstīts eukariotu citozkelets. Prokariotēm ir arī līdzīga struktūra, un tām ir sastāvdaļas, kas ir analogas trim šķiedrām, kas veido tradicionālo citoskeletu. Šiem pavedieniem pievienojam vienu no mūsu piederošajām baktērijām: MinD-ParA grupu.

Cytoskeleta funkcijas baktērijās ir diezgan līdzīgas funkcijām, kuras tās pilda eukariotos: atbalsts, šūnu dalīšanās, šūnu formas uzturēšana, cita starpā.

Vēzī

Klīniski citoskeleta komponenti ir saistīti ar vēzi. Tā kā viņi iejaucas sadalīšanas procesos, tos uzskata par "mērķiem", lai varētu saprast un uzbrukt nekontrolētai šūnu attīstībai.

Atsauces

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Essential šūnu bioloģija. Garland Zinātne.
  2. Fletčers, D. A., un Mullins, R. D. (2010). Šūnu mehānika un citoskelets. Daba, 463(7280), 485-492.
  3. Hall, A. (2009). Cytoskelets un vēzis. Vēzis un metastāzes pārskati, 28(1-2), 5-14.
  4. Moseley, J. B. (2013). Paplašināts skats uz eukariotu citoskeletu. Šūnas molekulārā bioloģija, 24(11), 1615-1618.
  5. Müller-Esterl, W. (2008). Bioķīmija Medicīnas un dzīvības zinātņu pamati. Es mainīju.
  6. Shih, Y. L., un Rothfield, L. (2006). Bakteriālais citoskelets. Mikrobioloģijas un molekulārās bioloģijas apskati, 70(3), 729-754.
  7. Silverthorn Dee, U. (2008). Cilvēka fizioloģija, integrēta pieeja. Pan American Medical 4. izdevums. Bs As.
  8. Svitkina, T. (2009). Attēlu citozkeleta komponenti ar elektronu mikroskopiju. In Cytoskeleta metodes un protokoli (187. – 06. lpp.). Humana Press.