Cytoskeleton

The Cytoskeleton terdiri daripada rangkaian yang berubah secara dinamik dari tiga filamen protein yang berbeza dalam sitoplasma sel.

Mereka memberikan struktur intraselular sel dan organisasi seperti struktur organel dan vesikel, kestabilan dan mobiliti intrinsik (motilitas). Sebilangan filamen menonjol dari sel untuk menyokong pergerakan sel atau pengangkutan badan asing yang diarahkan dalam bentuk silia atau flagela.

Apakah sitoskeleton itu?

Sitoskeleton sel manusia terdiri daripada tiga kelas filamen protein yang berbeza. Mikrofilamen (filamen aktin) dengan diameter 7 hingga 8 nanometer, yang terdiri terutamanya dari protein aktin, berfungsi untuk menstabilkan bentuk sel luar dan pergerakan sel secara keseluruhan, serta struktur intraselular.

Dalam sel otot, filamen aktin membolehkan otot berkontraksi secara terkoordinasi. Filamen pertengahan, yang setebal sekitar 10 nanometer, juga memberikan kekuatan dan struktur mekanikal untuk sel. Mereka tidak terlibat dalam pergerakan sel. Filamen pertengahan terdiri daripada pelbagai protein dan dimer protein, yang bergabung untuk membentuk bundel yang dililit seperti tali (tonofibril) dan struktur yang sangat tahan air mata. Filamen pertengahan boleh dibahagikan kepada sekurang-kurangnya 6 jenis yang berbeza dengan tugas yang berbeza.

Filamen kelas ketiga terdiri daripada tiub kecil, mikrotubulus, dengan diameter luar 25 nanometer. Mereka terdiri daripada polimer dari tubulin dimer dan terutama bertanggung jawab untuk semua jenis motilitas intraselular dan untuk pergerakan sel itu sendiri.Untuk menyokong mobiliti sel itu sendiri, mikrotubulus dalam bentuk silia atau flagella dapat membentuk proses sel yang menonjol dari sel. Rangkaian mikrotubulus kebanyakannya disusun dari pusat dan terkena perubahan yang sangat dinamik.

Anatomi & struktur

Bahan ini mengelompokkan mikrofilamen, filamen pertengahan (IF) dan mikrotubulus (MT), yang ketiga-tiganya ditugaskan ke sitoskeleton, hampir terdapat di dalam sitoplasma dan juga di dalam nukleus sel.

Susunan asas asas filamen mikro atau aktin pada manusia terdiri daripada 6 protein isoform aktin, masing-masing hanya berbeza oleh beberapa asid amino. Protein aktin monomer (G-actin) mengikat ATP nukleotida dan membentuk rantai molekul monomer aktin panjang dengan memisahkan kumpulan fosfat, dua daripadanya bersambung untuk membentuk filamen aktin heliks. Filamen aktin pada otot licin dan berlekuk, di otot jantung dan filamen aktin bukan otot masing-masing berbeza sedikit antara satu sama lain. Pembentukan dan pemecahan filamen aktin tertakluk kepada proses yang sangat dinamik dan disesuaikan dengan keperluan.

Filamen pertengahan terdiri daripada pelbagai protein struktur dan mempunyai kekuatan tegangan tinggi dengan keratan rentas sekitar 8 hingga 11 nanometer. Filamen pertengahan dibahagikan kepada lima kelas: keratin berasid, keratin asas, jenis desmin, neurofilamen dan jenis lamin. Walaupun keratin berlaku di sel epitelium, filamen jenis desmin terdapat dalam sel otot otot licin dan garis-garis serta sel-sel otot jantung. Neurofilamen yang terdapat di hampir semua sel saraf terdiri daripada protein seperti Internexin, Nestin, NF-L, NF-M dan lain-lain. Filamen pertengahan dari jenis lamin terdapat di semua inti sel di dalam membran nuklear di karyoplasm.

Fungsi & tugas

Fungsi dan tugas sitoskeleton tidak terbatas pada bentuk struktur dan kestabilan sel. Mikrofilamen, yang terutama terletak di struktur seperti jaring secara langsung pada membran plasma, menstabilkan bentuk luar sel. Tetapi mereka juga membentuk protuberans membran seperti pseudopodia. Protein motor, dari mana mikrofilamen dalam sel otot dibina, memastikan pengecutan otot yang diperlukan.

Filamen antara kekuatan tegangan yang sangat tinggi sangat penting untuk kekuatan mekanikal sel. Mereka juga mempunyai sejumlah fungsi lain. Filamen keratin sel epitelium secara tidak langsung secara mekanikal saling terhubung melalui desmosom, sehingga tisu kulit menerima kekuatan seperti matriks dua dimensi. IF dihubungkan dengan kumpulan zat lain dalam sitoskeleton melalui protein yang berkaitan dengan filamen (IFAP), memastikan pertukaran maklumat dan kekuatan mekanikal tisu yang sesuai. Ini mewujudkan struktur teratur dalam sitoskeleton. Enzim seperti kinase dan fosfatase memastikan bahawa rangkaian dibina, disusun semula dan dipecahkan dengan cepat.

Jenis neurofilamen yang berbeza menstabilkan tisu saraf. Lamines mengawal pemecahan membran sel semasa pembahagian sel dan pembinaannya seterusnya. Mikrotubulus bertanggungjawab untuk tugas-tugas seperti mengawal pengangkutan organel dan vesikel di dalam sel dan mengatur kromosom semasa mitosis. Dalam sel di mana mikrotubulus mengembangkan mikrovili, silia, flagela atau flagella, MT juga memastikan pergerakan keseluruhan sel atau mengambil alih penghapusan lendir atau benda asing seperti itu. B. di trakea dan saluran telinga luaran.

Anda boleh mendapatkan ubat anda di sini

Penyakit

Gangguan dalam metabolisme sitoskeleton boleh berlaku sama ada dari kecacatan genetik atau dari toksin yang dibekalkan secara luaran. Salah satu penyakit keturunan yang paling biasa yang berkaitan dengan gangguan dalam sintesis protein membran untuk otot adalah distrofi otot Duchenne.

Kecacatan genetik menghalang pembentukan distrofin, protein struktur yang diperlukan dalam serat otot otot rangka yang dilancarkan. Penyakit ini berlaku pada awal kanak-kanak dengan kursus progresif. Keratin bermutasi juga boleh memberi kesan serius. Ichthyosis, yang disebut penyakit skala ikan, menyebabkan hiperkeratosis, ketidakseimbangan antara pengeluaran dan pengelupasan serpihan kulit, kerana satu atau lebih kecacatan genetik pada kromosom 12. Ichthyosis adalah penyakit keturunan yang paling biasa pada kulit dan memerlukan terapi intensif, yang, bagaimanapun, hanya dapat mengurangkan gejala.

Kecacatan genetik lain yang menyebabkan gangguan metabolisme neurofilamen menyebabkan z. B. amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Beberapa mikotoksin yang dikenali (racun kulat) seperti dari agarik acuan dan lalat mengganggu metabolisme filamen aktin. Colchicine, racun dari crocus musim gugur, dan taksol, yang diperoleh dari pokok yew, digunakan khusus untuk terapi tumor. Mereka campur tangan dalam metabolisme mikrotubulus.