מאפייני השלד, פונקציות, מבנה ומרכיבים

ה ציטוסקלטון זהו מבנה סלולרי המורכב מחוטים. הוא מתפזר דרך הציטופלסמה ותפקידה הוא בעיקר תמיכה, כדי לשמור על הארכיטקטורה והצורה הסלולרית. מבחינה מבנית הוא מורכב משלושה סוגים של סיבים, מסווגים לפי גודלם.

אלה הם סיבי אקטין, חוטים ביניים microtubules. כל אחד מהם מעניק נכס ספציפי לרשת. הפנים הסלולרי הוא סביבה שבה מתרחקים תזוזה ועוברים של חומרים. ה- cytoskeleton מתווך את התנועות התוך-תאיות.

לדוגמה, אברונים - כגון המיטוכונדריה או מנגנון Golgi - הם סטטיים בסביבה הסלולרית; הם נעים באמצעות cytoskeleton כדרך.

אף על פי שהשלד השלילי שולט בבירור באורגניזמים אאוקריוטים, מבנה אנלוגי נמסר בפרוקריוטים.

אינדקס

• 1 מאפיינים כלליים
• 2 פונקציות
  • 2.1 צורה
  • 2.2 צמתים של תנועה ותא
• מבנה ומרכיבים
  • 3.1 נימים של אקטין
  • 3.2 חוטים בינוניים
  • 3.3
• 4 השלכות אחרות של השלד
  • 4.1 בחיידקים
  • 4.2 בסרטן
• 5 הפניות

מאפיינים כלליים

השלד הוא מבנה דינמי מאוד המייצג "פיגום מולקולרי". שלושת סוגי החוטים המרכיבים אותה הם יחידות החוזרות על עצמן, היכולות ליצור מבנים שונים מאוד, בהתאם לאופן שבו יחידות היסוד הללו משולבות.

אם אנחנו רוצים ליצור אנלוגיה עם השלד האנושי, את cytoskeleton שווה את המערכת הגרמית, בנוסף, על מערכת השרירים.

עם זאת, הם לא זהים לעצם כי המרכיבים ניתן להרכיב והתפורר, אשר מאפשר שינויים צורה נותן פלסטיות לתא. מרכיבי השלד אינם מסיסים בדטרגנטים.

פונקציות

צורה

כפי שהשם מרמז, "אינטואיטיבי" הפונקציה של השלד הוא לספק יציבות וצורה לתא. כאשר החוטים לשלב ברשת מורכבת, זה נותן לתא את המאפיין של התנגדות דפורמציה.

ללא המבנה הזה, התא לא יוכל לשמור על צורה מסוימת. עם זאת, זהו מבנה דינמי (בניגוד השלד האנושי) שנותן את התאים את הנכס לשנות צורה.

צירי תנועה ותא

רבים מהרכיבים הסלולריים קשורים לרשת זו של סיבים המפוזרים בציטופלסמה, התורמים להסדר המרחבי שלהם.

תא אינו נראה כמו מרק עם אלמנטים שונים צף נסחף; גם לא ישות סטטית. להיפך, היא מטריצה ​​מאורגנת עם organelles הממוקם באזורים ספציפיים, ואת התהליך הזה מתרחש בזכות השלד.

את cytoskeleton מעורב בתנועה. זה קורה בזכות חלבונים המנוע. שני אלמנטים אלה משלבים ומאפשרים התקות בתוך התא.

הוא גם משתתף בתהליך phagocytosis (תהליך שבו תא לוכד חלקיק מן הסביבה החיצונית, אשר עשוי או לא יכול להיות מזון). 

ה- cytoskeleton מאפשר לחבר את התא לסביבתו החיצונית, פיזית וביוכימית. זה תפקיד המחבר הוא מה שמאפשר היווצרות של רקמות וצמתים התא.

מבנה ורכיבים

השלד מורכב משלושה סוגים שונים של חוטים: אקטין, חוטים בינוניים ו microtubules.

כיום מועמד חדש מוצע כגדיל רביעי של השלד: septina. להלן פירוט של כל אחד מהקטעים הבאים:

חוטי אקטין

חוטי אקטין יש קוטר של 7 ננומטר. הם ידועים גם בשם microfilaments. מונומרים המרכיבים את החוטים הם חלקיקים בצורת בלון.

למרות שהם מבנים לינאריים, אין להם צורה "בר": הם מסתובבים על ציר שלהם דומים מדחף. הם קשורים לסדרה של חלבונים ספציפיים המסדירים את התנהגותם (ארגון, מיקום, אורך). ישנם יותר מ 150 חלבונים המסוגלים אינטראקציה עם אקטין.

את הקצוות ניתן להבדיל; אחד נקרא פלוס (+) ואת מינוס אחרים (-). על ידי קיצוניים אלה, נימה יכול לגדול או לקצר. פילמור הוא מהיר יותר באופן קיצוני על הקיצוני ביותר; עבור פילמור להתרחש, ATP נדרש.

אקטין יכול גם להיות מונומר ולהיות חופשיים cytosol. מונומרים אלה קשורות חלבונים המונעים פילמור שלהם.

פונקציות נימה אקטין

חוטים אקטין יש תפקיד הקשור לתנועה התא. הם מאפשרים סוגי תאים שונים, הן אורגניזמים תאיים חד תאיים (דוגמה היא התאים של המערכת החיסונית), כדי לנוע בסביבות שלהם.

אקטין ידועה על תפקידה התכווצות שרירים. יחד עם מיוזין הם מקובצים ב sarcomeres. שני המבנים להפוך את זה תלוי תנועה ATP אפשרי.

חוטים בינוניים

הקוטר המשוער של נימים אלה הוא 10 מיקרומטר; ומכאן השם "ביניים". הקוטר שלה הוא ביניים ביחס לשני מרכיבים אחרים של השלד.

כל נימה בנויה כדלקמן: ראש בצורת בלון במסוף N ו- זנב בעל צורה דומה בפחמן המסוף. הקצוות הללו מחוברים זה לזה על ידי מבנה ליניארי שנוצר על ידי סלילי אלפא.

אלה "חבלים" יש ראשים גלובליים שיש להם את המאפיין של סלילה עם חוטים ביניים אחרים, יצירת עבה interlaced אלמנטים.

החוטים בינוניים ממוקמים בכל הציטופלסמה התא. הם מרחיבים את הממברנה ולעתים קרובות מחוברים אליה. נימים אלה נמצאים גם בגרעין, ויוצרים מבנה המכונה "גיליון גרעיני".

קבוצה זו מסווגת לקבוצות משנה של נימים בינוניים:

- חוטי קראטין.

- נימים של וימנטין.

- נוירופילמנטס.

- סדינים גרעיניים.

פונקציה של חוטים ביניים

הם חזקים מאוד אלמנטים עמידים. למעשה, אם נשווה אותם עם שני חוטים אחרים (actin ו microtubules), רווחי חוט ביניים ביציבות.

בזכות תכונה זו, הפונקציה העיקרית שלה היא מכנית, התנגדות לשינויים הסלולר. הם נמצאים בשפע בסוגי תאים שעוברים לחץ מכני מתמיד; למשל, בתאי עצב, אפיתל ושרירים.

שלא כמו שני מרכיבים אחרים של השלד, חוטים ביניים לא ניתן להרכיב ו להיפטר על הקוטב שלהם הקצוות.

הם מבנים קשיחים (כדי שיוכלו למלא את תפקידם: תמיכה סלולרית ותגובה מכנית ללחץ) והרכבת החוטים היא תהליך תלוי זרחן.

החוטים הבינוניים מהווים מבנים הנקראים דסמוזומים. יחד עם סדרה של חלבונים (cadherins), קומפלקסים אלה נוצרים כי יוצרים את הקשרים בין התאים.

מיקרו

Microtubules הם אלמנטים חלולים. הם החוטים הגדולים ביותר המרכיבים את השלד. הקוטר של microtubules בחלק הפנימי שלה הוא סביב 25 ננומטר. אורך משתנה למדי, בטווח של 200 ננומטר עד 25 מיקרומטר.

נימים אלה הם הכרחיים בכל התאים האיקריוטים. הם מופיעים (או נולדים) ממבנים קטנים הנקראים centrosomes, ומשם מגיעים לקצוות התא, בניגוד לחוטים בינוניים, הנמשכים לאורך הסביבה הסלולרית.

Microtubules מיוצרים על ידי חלבונים הנקראים tubulins. Tubulin הוא דימר שנוצר על ידי שתי יחידות משנה: α-tubulin ו β-tubulin. שני מונומרים אלה קשורים לאג"ח לא קוולנטיים.

אחד המאפיינים הרלוונטיים ביותר שלו הוא היכולת לגדול ולקצר, להיות מבנים דינמיים למדי, כמו חוטים actin.

שני הקצוות של microtubules ניתן להבדיל אחד מהשני. לכן נאמר כי בחוטים אלה יש "קוטביות". בכל אחד מהצדדים נקרא יותר חיובי ופחות או שלילי - תהליך ההתכנסות העצמית מתרחש.

תהליך זה של הרכבה והשפלה של נימה מעורר תופעה של "חוסר יציבות דינמית".

פונקצית microtubule

Microtubules יכול ליצור מבנים מגוונים מאוד. הם משתתפים בתהליכי חלוקת התא, ויוצרים את הציר המיטיוטי. תהליך זה מסייע לכל תא הבת יש מספר שווה של כרומוזומים.

הם גם מהווים את השוט כמו שוטים המשמשים ניידות התא, כגון cilia ו flagella.

Microtubules לשמש מסלולים או "כבישים" שבו חלבונים שונים שיש להם פונקציה תחבורה להעביר. חלבונים אלה מסווגים לשתי משפחות: קינסין ודינינים. הם יכולים לנסוע מרחקים ארוכים בתוך התא. תחבורה על פני מרחקים קצרים נעשית בדרך כלל על אקטין.

חלבונים אלה הם "הולכי רגל" של כבישים שנוצרו על ידי microtubules. התנועה שלה דומה למדי על המיקרוטובולה.

תחבורה כוללת תנועה של סוגים שונים של אלמנטים או מוצרים, כגון שלפוחית. בתאי עצב תהליך זה ידוע כי נוירוטרנסמיטורים משוחררים לתוך שלפוחית.

Microtubules גם להשתתף בגיוס של האברונים. במיוחד, המנגנון Golgi ואת reticulum endosplasmic תלויים חוטים אלה כדי לקחת את המיקום הנכון שלהם. בהעדר microtubules (בתאים מוטציה הניסוי), אלה האברונים לשנות במידה ניכרת את עמדתם.

השלכות אחרות של השלד

בחיידקים

בקטעים הקודמים תוארה השלד של האיקריוטים. Prokaryotes יש גם מבנה דומה יש רכיבים מקבילים לשלושת הסיבים המרכיבים את cytoskeleton המסורתית. לחוטים אלה אנו מוסיפים את אחד השייכים שלנו לבקטריה: קבוצת ה- MIND-Para.

הפונקציות של cytoskeleton חיידקים דומים למדי הפונקציות שהם ממלאים ב eukaryotes: תמיכה, חלוקת התא, תחזוקה של הצורה התא, בין היתר.

בסרטן

מבחינה קלינית, מרכיבי השלד היו קשורים לסרטן. מאז הם מתערבים בתהליכי החלוקה, הם נחשבים "מטרות" כדי להיות מסוגל להבין ולתקוף התא uncontrolled פיתוח.

הפניות

1. אלברטס, ב, בריי, ד, הופקין, ק, ג 'ונסון, א, לואיס, ג' יי, Raff, M., ... & Walter, P. (2013). ביולוגיה תאית חיונית. מדע גרלנד.
2. Fletcher, D. A., & Mullins, R. D. (2010). מכניקת תאים ושלד השלד. הטבע, 463(7280), 485-492.
3. Hall, A. (2009). השלד ושלד הסרטן. סרטן ו גרורות ביקורות, 28(1-2), 5-14.
4. Moseley, J. B. (2013). תצוגה מורחבת של cytoskeleton האיקריוטים. ביולוגיה מולקולרית של התא, 24(11), 1615-1618.
5. Müller-Esterl, W. (2008). ביוכימיה יסודות לרפואה ומדעי החיים. היפוךתי.
6. Shih, Y. L, & Rothfield, L. (2006). את cytoskeleton חיידקי. מיקרוביולוגיה וביולוגיה מולקולרית, 70(3), 729-754.
7. סילברטורן די, א. (2008). פיזיולוגיה אנושית, גישה משולבת. פאן אמריקן מדיקל מהדורה 4. בס.
8. Svitkina, T. (2009). דימות רכיבי cytoskeleton על ידי מיקרוסקופית אלקטרונים. ב שיטות ציטוסקלטון ופרוטוקולים (עמ '187- 06). העיתונות הומנה.