Цитоскелет

Най- Цитоскелет се състои от динамично променяща се мрежа от три различни протеинови нишки в цитоплазмата на клетките.

Те придават на клетъчните и организационните вътреклетъчни структури като органели и везикули структура, стабилност и вътрешна мобилност (подвижност). Някои от нишките стърчат от клетката, за да поддържат подвижността на клетката или насочения транспорт на чужди тела под формата на реснички или жлези.

Какво представлява цитоскелетът?

Цитоскелетът на човешките клетки се състои от три различни класа протеинови нишки. Микрофиламентите (актинови нишки) с диаметър от 7 до 8 нанометра, които се състоят главно от актинови протеини, служат за стабилизиране на външната форма на клетката и подвижността на клетката като цяло, както и вътреклетъчните структури.

В мускулните клетки актиновите нишки позволяват на мускулите да се свиват по координиран начин. Междинните нишки, които са с дебелина около 10 нанометра, също осигуряват механична здравина и структура на клетката. Те не участват в клетъчната подвижност. Междинните нишки се състоят от различни протеини и димери на протеините, които се комбинират и образуват снопове, навити като въжета (тонофибрили) и са изключително устойчиви на разкъсване структури. Междинните нишки могат да бъдат разделени на поне 6 различни типа с различни задачи.

Третият клас нишки се състои от миниатюрни тръби, микротрубовете, с външен диаметър 25 нанометра. Те се състоят от полимери на тубулинови димери и са отговорни главно за всички видове вътреклетъчна подвижност и за подвижността на самите клетки.За да поддържат самоподвижността на клетките, микротрубовете под формата на реснички или жлечици могат да образуват клетъчни процеси, които стърчат от клетката. Мрежата от микротрубове е организирана предимно от центромера и е подложена на изключително динамични промени.

Анатомия и структура

Веществата от микрофиламенти, междинни нишки (IF) и микротрубове (MT), и трите от които са назначени в цитоскелета, са почти повсеместни в цитоплазмата, а също и в клетъчното ядро.

Основните градивни елементи на микро- или актиновите нишки при хората се състоят от 6 изоформени протеина на актина, всеки от които се различава само с няколко аминокиселини. Мономерният протеин на актина (G-актин) свързва нуклеотидния АТФ и образува дълги молекулни вериги от актинови мономери чрез разделяне на фосфатна група, две от които се свързват, за да образуват спирални актинови нишки. Актиновите нишки в гладката и набраздена мускулатура, в сърдечните мускули и немускулните актинови нишки се различават леко една от друга. Натрупването и разграждането на актиновите нишки са подложени на много динамични процеси и се адаптират към изискванията.

Междинните нишки са изградени от различни структурни протеини и имат висока якост на опън с напречно сечение от около 8 до 11 нанометра. Междинните нишки са разделени на пет класа: киселинни кератини, основни кератини, тип десмин, неврофиламенти и тип ламин. Докато кератините се срещат в епителните клетки, нишките от типа на десмин се намират в мускулните клетки на гладките и набраздени мускули, както и в клетките на сърдечния мускул. Неврофиламентите, които присъстват на практика във всички нервни клетки, са съставени от протеини като Интернексин, Нестин, NF-L, NF-M и други. Междинните нишки от ламиниран тип се намират във всички клетъчни ядра в ядрената мембрана в кариоплазмата.

Функция и задачи

Функцията и задачите на цитоскелета по никакъв начин не се ограничават до структурната форма и стабилността на клетките. Микрофиламентите, които са разположени главно в мрежоподобни структури директно върху плазмената мембрана, стабилизират външната форма на клетките. Но те също образуват мембранни изпъкналости като псевдоподия. Моторните протеини, от които са изградени микрофиламентите в мускулните клетки, осигуряват необходимите контракции на мускулите.

Междинните нишки с много висока якост на опън са от най-голямо значение за механичната здравина на клетките. Те имат и редица други функции. Кератиновите нишки на епителните клетки са косвено механично свързани помежду си чрез десмозоми, така че кожната тъкан получава двуизмерна, подобна на матрица сила. IFs са свързани с другите групи вещества в цитоскелета чрез протеини, свързани с междинни нишки (IFAPs), осигуряват определен обмен на информация и механичната здравина на съответната тъкан. Това създава подредени структури в цитоскелета. Ензими като кинази и фосфатази гарантират бързото изграждане, преструктуриране и разграждане на мрежите.

Различните видове неврофиламенти стабилизират нервната тъкан. Ламини контролират разпадането на клетъчната мембрана по време на клетъчното делене и последващата му реконструкция. Микротубулите са отговорни за задачи като контрол на транспорта на органели и везикули в клетката и организиране на хромозомите по време на митоза. В клетки, в които микротубулите образуват микровилии, реснички, жлези или жлези, МТ също осигуряват подвижността на цялата клетка или поемат отстраняването на слуз или чужди тела като такива. Б. в трахеята и външния ушен канал.

Можете да намерите лекарствата си тук

заболявания

Нарушенията в метаболизма на цитоскелета могат да бъдат резултат или от генетични дефекти, или от външно доставени токсини. Едно от най-често срещаните наследствени заболявания, свързани с нарушаване на синтеза на мембранен протеин за мускулите, е мускулна дистрофия на Дюшен.

Генетичният дефект предотвратява образуването на дистрофин, структурен протеин, който е необходим в мускулните влакна на набраздените скелетни мускули. Заболяването се появява в ранна детска възраст с прогресиращ курс. Мутиралите кератини също могат да имат сериозни ефекти. Ихтиозата, така наречената болест на рибния глухар, води до хиперкератоза, дисбаланс между производството и ексфолиацията на кожните люспи поради един или повече генетични дефекти на хромозома 12. Ихтиозата е най-често срещаното наследствено заболяване на кожата и изисква интензивна терапия, която обаче може само да облекчи симптомите.

Други генетични дефекти, които водят до нарушаване на метаболизма на неврофиламентите, причиняват z. Б. амиотрофична латерална склероза (ALS). Някои известни микотоксини (гъбични токсини) като тези от мухъл и мухомори нарушават метаболизма на актиновите нишки. Колхицинът, токсинът на есенния минзухар, и таксолът, който се получава от тисовите дървета, се използват специално за терапия на тумори. Те се намесват в метаболизма на микротубулите.