цитоскелета

цитоскелета состоит из динамически изменяющейся сети трех различных белковых нитей в цитоплазме клеток.

Они придают клетке и организационным внутриклеточным структурам, таким как структура органелл и везикул, стабильность и внутреннюю подвижность (подвижность). Некоторые филаменты выступают из клетки, чтобы поддерживать подвижность клетки или направленный транспорт инородных тел в виде ресничек или жгутиков.

Что такое цитоскелет?

Цитоскелет клеток человека состоит из трех различных классов белковых нитей. Микрофиламенты (актиновые филаменты) диаметром от 7 до 8 нанометров, которые в основном состоят из белков актина, служат для стабилизации внешней формы клетки и подвижности клетки в целом, а также внутриклеточных структур.

В мышечных клетках актиновые нити позволяют мышцам скоординированно сокращаться. Промежуточные волокна толщиной около 10 нанометров также обеспечивают механическую прочность и структуру ячейки. Они не участвуют в подвижности клеток. Промежуточные филаменты состоят из различных белков и димеров белков, которые объединяются, образуя пучки, намотанные как веревки (тонофибриллы), и представляют собой чрезвычайно устойчивые к разрыву структуры. Промежуточные волокна можно разделить как минимум на 6 различных типов с разными задачами.

Третий класс нитей состоит из крошечных трубок, микротрубочек, с внешним диаметром 25 нанометров. Они состоят из полимеров димеров тубулина и в первую очередь отвечают за все типы внутриклеточной подвижности и за подвижность самих клеток. Чтобы поддерживать собственную подвижность клеток, микротрубочки в форме ресничек или жгутиков могут образовывать клеточные отростки, которые выступают из клетки. Сеть микротрубочек в основном организована из центромеры и подвержена чрезвычайно динамичным изменениям.

Анатомия и строение

Группы веществ: микрофиламенты, промежуточные филаменты (IF) и микротрубочки (MT), все три из которых относятся к цитоскелету, почти повсеместно присутствуют в цитоплазме, а также в ядре клетки.

Основные строительные блоки микро- или актиновых филаментов у человека состоят из 6 изоформ актиновых белков, каждый из которых отличается лишь несколькими аминокислотами. Мономерный белок актина (G-актин) связывает нуклеотидный АТФ и образует длинные молекулярные цепи мономеров актина, отщепляя фосфатную группу, две из которых соединяются, образуя спиральные актиновые филаменты. Актиновые нити в гладких и поперечно-полосатых мышцах, в сердечных мышцах и немышечные актиновые нити слегка отличаются друг от друга. Наращивание и разрушение актиновых филаментов подвержено очень динамичным процессам и адаптируются к требованиям.

Промежуточные нити состоят из различных структурных белков и обладают высокой прочностью на разрыв с поперечным сечением от 8 до 11 нанометров. Промежуточные волокна делятся на пять классов: кислые кератины, основные кератины, десмин-тип, нейрофиламенты и ламин-тип. В то время как кератины находятся в эпителиальных клетках, филаменты десминного типа находятся в мышечных клетках гладких и поперечно-полосатых мышц, а также в клетках сердечной мышцы. Нейрофиламенты, которые присутствуют практически во всех нервных клетках, состоят из таких белков, как интернексин, нестин, NF-L, NF-M и других. Промежуточные филаменты ламинатного типа обнаруживаются во всех ядрах клеток внутри ядерной мембраны в кариоплазме.

Функции и задачи

Функции и задачи цитоскелета никоим образом не ограничиваются структурной формой и стабильностью клеток. Микрофиламенты, которые в основном расположены в виде сетчатых структур непосредственно на плазматической мембране, стабилизируют внешнюю форму клеток. Но они также образуют мембранные выпуклости, подобные псевдоподиям. Моторные белки, из которых построены микрофиламенты в мышечных клетках, обеспечивают необходимые сокращения мышц.

Промежуточные волокна с очень высокой прочностью на разрыв имеют наибольшее значение для механической прочности ячеек. У них также есть ряд других функций. Кератиновые нити эпителиальных клеток косвенно механически связаны друг с другом через десмосомы, так что кожная ткань приобретает двумерную матриксоподобную прочность. ПФ связаны с другими группами веществ в цитоскелете через промежуточные белки, ассоциированные с филаментами (IFAP), обеспечивают определенный обмен информацией и механическую прочность соответствующей ткани. Это создает упорядоченные структуры внутри цитоскелета. Ферменты, такие как киназы и фосфатазы, обеспечивают быстрое создание, реструктуризацию и разрушение сетей.

Различные типы нейрофиламентов стабилизируют нервную ткань. Ламины контролируют разрушение клеточной мембраны во время деления клетки и ее последующей реконструкции. Микротрубочки несут ответственность за такие задачи, как контроль транспорта органелл и везикул внутри клетки и организация хромосом во время митоза. В клетках, в которых из микротрубочек развиваются микроворсинки, реснички, жгутики или жгутики, МТ также обеспечивают подвижность всей клетки или принимают на себя удаление слизи или инородных тел, таких как. Б. в трахее и наружном слуховом проходе.

Здесь вы можете найти свое лекарство

болезни

Нарушения метаболизма цитоскелета могут быть результатом либо генетических дефектов, либо поступающих извне токсинов. Одним из наиболее частых наследственных заболеваний, связанных с нарушением синтеза мембранного белка для мышц, является мышечная дистрофия Дюшенна.

Генетический дефект препятствует образованию дистрофина, структурного белка, который необходим в мышечных волокнах поперечно-полосатых скелетных мышц. Заболевание возникает в раннем детстве с прогрессирующим течением. Мутировавшие кератины также могут иметь серьезные последствия. Ихтиоз, так называемая болезнь рыбьей чешуи, приводит к гиперкератозу, дисбалансу между образованием и отшелушиванием чешуек кожи из-за одного или нескольких генетических дефектов на хромосоме 12. Ихтиоз - наиболее распространенное наследственное заболевание кожи, требующее интенсивной терапии, которая, однако, может только облегчить симптомы.

Другие генетические дефекты, которые приводят к нарушению метаболизма нейрофиламентов, вызывают z. Б. боковой амиотрофический склероз (БАС). Некоторые известные микотоксины (токсины грибов), такие как микотоксины плесени и мухоморов, нарушают метаболизм актиновых филаментов. Колхицин, токсин осеннего крокуса, и таксол, который получают из тиса, используются специально для лечения опухолей. Они вмешиваются в метаболизм микротрубочек.