citoskelet

citoskelet sastoji se od dinamično promjenjive mreže tri različita proteinska vlakna u citoplazmi stanica.

Oni daju staničnim i organizacijskim unutarćelijskim strukturama, poput organela i struktura vezikula, stabilnost i unutarnju pokretljivost (pokretljivost). Neki filamenti strše iz stanice kako bi podržali pokretljivost stanice ili usmjereni transport stranih tijela u obliku cilija ili flagela.

Što je citoskelet?

Citoskelet ljudskih stanica sastoji se od tri različite klase proteinskih filamenata. Mikrofilamenti (aktinski filamenti) promjera 7 do 8 nanometara, koji se uglavnom sastoje od aktinskih proteina, služe za stabilizaciju vanjskog oblika stanice i pokretljivosti stanice u cjelini, kao i unutarćelijskih struktura.

U mišićnim stanicama, aktinski filamenti omogućuju mišićima da se koordiniraju. Međusrednji filamenti, debljine oko 10 nanometara, također pružaju mehaničku čvrstoću i strukturu stanice. Oni nisu uključeni u pokretljivost stanica. Intermedijarni filamenti sastoje se od različitih proteina i dimera proteina, koji se kombiniraju i tvore snopove namotane poput užadi (tonofibrila) i vrlo su otporne strukture. Intermedijarni filamenti mogu se podijeliti u najmanje 6 različitih vrsta s različitim zadacima.

Treća klasa filamenata sastoji se od sićušnih cijevi, mikrotubula, s vanjskim promjerom od 25 nanometara. Sačinjeni su od polimera tubulinskih dimera i prvenstveno su odgovorni za sve vrste unutarćelijske pokretljivosti i za pokretljivost samih stanica. Da bi podržali vlastitu pokretljivost stanica, mikrotubule u obliku cilija ili flagela mogu formirati stanične procese koji strše iz stanice. Mreža mikrotubula uglavnom je organizirana iz centromera i podvrgnuta je izuzetno dinamičnim promjenama.

Anatomija i struktura

Mikrofilamenti skupine tvari, intermedijarni filamenti (IF) i mikrotubule (MT), koji su sva tri dodijeljena citoskeletu, gotovo su sveprisutni unutar citoplazme, a također i u staničnoj jezgri.

Osnovni građevni elementi mikro- ili aktinskih filamenata u ljudima sastoje se od 6 izoformnih aktinskih proteina od kojih se svaki razlikuje po nekoliko aminokiselina. Monomerni aktinski protein (G-aktin) veže nukleotidni ATP i formira duge molekularne lance aktinskih monomera razdvajajući fosfatnu skupinu, od kojih se dva povezuju i formiraju spiralne aktinske filamente. Aktinski filamenti u glatkim i prugastim mišićima, u srčanim mišićima i nemišičnim aktinoznim filamentima se malo međusobno razlikuju. Izrada i raspad aktinskih filamenata podliježu vrlo dinamičnim procesima i prilagođavaju se zahtjevima.

Intermedijarni filamenti sastoje se od različitih strukturnih proteina i imaju visoku vlačnu čvrstoću s presjekom od oko 8 do 11 nanometara. Međupredna vlakna dijele se u pet klasa: kiseli keratini, osnovni keratini, desminski, neurofilamenti i laminski tip. Dok se keratini pojavljuju u epitelnim stanicama, vlakna desmininog tipa nalaze se u mišićnim stanicama glatkih i prugastih mišića, kao i u stanicama srčanog mišića. Neurofilamenti koji su prisutni u praktično svim živčanim stanicama sastoje se od proteina poput Internexina, Nestina, NF-L, NF-M i drugih. Intermedijarni filamenti tipa lamina nalaze se u svim staničnim jezgrama unutar nuklearne membrane u karioplazmi.

Funkcija i zadaci

Funkcija i zadaci citoskeleta ni na koji način nisu ograničeni na strukturni oblik i stabilnost stanica. Mikrofilamenti, koji su uglavnom smješteni u mrežaste strukture izravno na plazma membrani, stabiliziraju vanjski oblik stanica. Ali oni također tvore membranske izbočine poput pseudopodije. Motorni proteini, iz kojih su izgrađeni mikrofilamenti u mišićnim stanicama, osiguravaju potrebne kontrakcije mišića.

Umereni filamenti vrlo visoke zatezne čvrstoće od najvećeg su značaja za mehaničku čvrstoću stanica. Oni imaju i niz drugih funkcija. Keratinski filamenti epitelnih stanica neizravno su mehanički povezani jedni s drugima preko desmosoma, tako da kožno tkivo dobiva dvodimenzionalnu čvrstoću sličnu matriksu. IF-ovi su povezani s ostalim skupinama tvari u citoskeletu putem proteina koji su povezani s intermedijarnom filamentom (IFAPs), osiguravajući određenu razmjenu informacija i mehaničku čvrstoću odgovarajućeg tkiva. Ovo stvara uređene strukture unutar citoskeleta. Enzimi poput kinaza i fosfataza osiguravaju brzu izgradnju, restrukturiranje i raspadanje mreža.

Različite vrste neurofilamenata stabiliziraju živčano tkivo. Lamini kontroliraju propadanje stanične membrane tijekom stanične diobe i njenu naknadnu rekonstrukciju. Mikrotubule su odgovorne za zadatke poput kontrole transporta organela i vezikula unutar stanice i organiziranja kromosoma tijekom mitoze. U stanicama u kojima mikrotubule razvijaju mikrovilli, cilija, flagele ili flagele, MT osiguravaju i pokretljivost cijele stanice ili preuzimaju uklanjanje sluzi ili stranih tijela. B. u dušniku i vanjskom ušnom kanalu.

Ovdje možete pronaći svoje lijekove

bolesti

Poremećaji metabolizma citoskeleta mogu biti posljedica genetskih oštećenja ili toksina koji se dovode izvana. Jedna od najčešćih nasljednih bolesti povezana s poremećajem u sintezi membranskog proteina za mišiće je Duchenneova mišićna distrofija.

Genetski nedostatak sprječava stvaranje distrofina, strukturnog proteina koji je potreban u mišićnim vlaknima prugastih skeletnih mišića. Bolest se javlja u ranom djetinjstvu s progresivnim tijekom. Mutirani keratini mogu imati ozbiljne posljedice. Ihtioza, takozvana bolest riblje ljestvice, dovodi do hiperkeratoze, neravnoteže između proizvodnje i pilinga ljuskica kože zbog jednog ili više genetskih oštećenja na kromosomu 12. Ihtioza je najčešća nasljedna bolest kože i zahtijeva intenzivnu terapiju koja, međutim, može samo ublažiti simptome.

Ostale genetske oštećenja koja dovode do poremećaja metabolizma neurofilamenata uzrokuju z. B. amiotrofična lateralna skleroza (ALS). Neki poznati mikotoksini (gljivični toksini), poput onih iz plijesni i letećih agarica, narušavaju metabolizam aktinskih filamenata. Kolhicin, toksin jesenskog krokusa i taksol koji se dobiva iz tisa, koriste se posebno za terapiju tumora. Oni interveniraju u metabolizmu mikrotubula.