Цитоскелет

The Цитоскелет складається з динамічно мінливої ​​мережі з трьох різних білкових ниток у цитоплазмі клітин.

Вони надають клітинним та організаційним внутрішньоклітинним структурам, таким як структура органел та везикул, стабільність та внутрішню рухливість (рухливість). Деякі нитки виступають з клітини для підтримки рухливості клітини або спрямованого транспортування сторонніх тіл у вигляді війок або джгутиків.

Що таке цитоскелет?

Цитоскелет людських клітин складається з трьох різних класів білкових ниток. Мікрофіламенти (актинові нитки) діаметром від 7 до 8 нанометрів, які переважно складаються з білків актину, служать для стабілізації зовнішньої форми клітини та рухливості клітини в цілому, а також внутрішньоклітинних структур.

У м’язових клітинах актинові нитки дозволяють м'язам скоординуватись. Проміжні нитки, товщиною близько 10 нанометрів, також забезпечують механічну міцність і структуру для клітини. Вони не беруть участь у рухливості клітин. Проміжні нитки складаються з різних білків і димерів білків, які поєднуються, утворюючи пучки, намотані як мотузки (тонофібрили) і є надзвичайно стійкими до розриву структурами. Проміжні нитки можна розділити щонайменше на 6 різних типів з різними завданнями.

Третій клас ниток складається з крихітних трубочок, мікротрубочок, зовнішнім діаметром 25 нанометрів. Вони складаються з полімерів тубулінових димерів і, головним чином, відповідають за всі типи внутрішньоклітинної моторики і за рухливість самих клітин.Для підтримки власної рухливості клітин мікротрубочки у вигляді війок або джгутиків можуть утворювати клітинні процеси, що виступають з клітини. Мережа мікротрубочок в основному організована з центромеру і зазнає надзвичайно динамічних змін.

Анатомія та структура

Речовини групують мікрофіламенти, проміжні нитки (ІФ) та мікротрубочки (МТ), усі три з яких віднесені до цитоскелету, майже всюди є в цитоплазмі, а також у клітинному ядрі.

Основні будівельні блоки мікро- або актинових ниток у людини складаються з 6 ізоформних білків актину, кожен з яких відрізняється лише кількома амінокислотами. Мономерний білок актину (G-актин) зв'язує нуклеотидний АТФ і утворює довгі молекулярні ланцюги мономерів актину шляхом розщеплення фосфатної групи, дві з яких з'єднуються, утворюючи спіральні актинові нитки. Актинові нитки в гладких і смугастих м’язах, в серцевих м’язах і немускулярних актинових нитках мало відрізняються одна від одної. Нарощування та руйнування актинових ниток піддаються дуже динамічним процесам і адаптуються до вимог.

Проміжні нитки складаються з різних структурних білків і мають високу міцність на розрив із перетином приблизно від 8 до 11 нанометрів. Проміжні нитки поділяються на п’ять класів: кислі кератини, основні кератини, дезмінного типу, нейрофіламенти та ламінантного типу. Хоча кератини зустрічаються в епітеліальних клітинах, нитки типу десміна знаходяться в м’язових клітинах гладких і смугастих м'язів, а також у клітинах серцевого м’яза. Нейрофіламенти, які є практично у всіх нервових клітинах, складаються з таких білків, як Інтернексин, Нестін, NF-L, NF-M та інші. Проміжні нитки ламінового типу знаходяться у всіх ядрах клітин всередині ядерної мембрани в каріоплазмі.

Функція та завдання

Функція та завдання цитоскелету аж ніяк не обмежуються структурною формою та стійкістю клітин. Мікрофіламенти, які розташовані в основному в сітчастих структурах безпосередньо на плазматичній мембрані, стабілізують зовнішню форму клітин. Але вони також утворюють мембранні виступи, такі як псевдоподія. Рухові білки, з яких побудовані мікрофіламенти в м’язових клітинах, забезпечують необхідні скорочення м’язів.

Проміжні нитки дуже високої міцності на розрив мають найбільше значення для механічної міцності клітин. Вони також мають ряд інших функцій. Кератинові нитки епітеліальних клітин опосередковано механічно з'єднуються між собою через десмосоми, завдяки чому шкірна тканина отримує двовимірну, матричну схожість. ІФ пов'язані з іншими групами речовин у цитоскелеті через проміжні білки, пов'язані з ниткою (IFAP), забезпечують певний обмін інформацією та механічну міцність відповідної тканини. Це створює впорядковані структури всередині цитоскелету. Ферменти, такі як кінази та фосфатази, забезпечують швидке створення, реструктуризацію та розбудову мереж.

Різні типи нейрофіламентів стабілізують нервову тканину. Ламіни контролюють руйнування клітинної мембрани під час поділу клітини та подальшу її реконструкцію. Мікротрубочки відповідають за такі завдання, як контроль транспорту органел та везикул всередині клітини та організація хромосом під час мітозу. У клітинах, в яких з мікротрубочок розвиваються мікроворсинки, війки, джгутики або джгутики, МТ також забезпечують рухливість всієї клітини або беруть на себе видалення слизу або сторонніх тіл. Б. в трахеї та зовнішньому вушному каналі.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби

Порушення метаболізму цитоскелету може бути наслідком генетичних дефектів або токсинів, що надходять ззовні. Одне з найпоширеніших спадкових захворювань, пов’язане з порушенням синтезу мембранного білка для м’язів, - м’язова дистрофія Дюшенна.

Генетичний дефект перешкоджає утворенню дистрофіну, структурного білка, необхідного в м’язових волокнах смугастих скелетних м’язів. Захворювання виникає в ранньому дитинстві з прогресуючим перебігом. Мутовані кератини також можуть мати серйозні наслідки. Іхтіоз, так звана хвороба риб'ячої хвороби, призводить до гіперкератозу, дисбалансу між виробництвом та відлущуванням шкірних лусочок, через одного або декількох генетичних дефектів хромосоми 12. Іхтіоз є найпоширенішим спадковим захворюванням шкіри і потребує інтенсивної терапії, яка, однак, може лише полегшити симптоми.

Інші генетичні дефекти, що призводять до порушення метаболізму нейрофіламентів, викликають z. В. аміотрофічний бічний склероз (АЛС). Деякі відомі мікотоксини (грибкові токсини), такі як цвіль та мухомор, порушують обмін ниток актину. Колхіцин, токсин осіннього крокусу, та таксол, який отримують із дерев тиса, використовуються спеціально для терапії пухлин. Вони втручаються в метаболізм мікротрубочок.