Κυτταροσκελετός

ο Κυτταροσκελετός αποτελείται από ένα δυναμικά μεταβαλλόμενο δίκτυο τριών διαφορετικών ινών πρωτεΐνης στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων.

Δίνουν στις κυτταρικές και οργανωτικές ενδοκυτταρικές δομές όπως τη δομή των οργανιδίων και των κυστιδίων, τη σταθερότητα και την εσωτερική κινητικότητα (κινητικότητα). Μερικά από τα νήματα προεξέχουν από το κελί για να υποστηρίξουν την κινητικότητα του κυττάρου ή την κατευθυνόμενη μεταφορά ξένων σωμάτων με τη μορφή βλεφαρίδας ή μαστίγιας.

Τι είναι ο κυτταροσκελετός;

Ο κυτταροσκελετός των ανθρώπινων κυττάρων αποτελείται από τρεις διαφορετικές κατηγορίες νημάτων πρωτεΐνης. Μικροφίλμ (νήματα ακτίνης) με διάμετρο 7 έως 8 νανόμετρα, τα οποία αποτελούνται κυρίως από πρωτεΐνες ακτίνης, χρησιμεύουν για τη σταθεροποίηση του εξωτερικού κυτταρικού σχήματος και της κινητικότητας του κυττάρου στο σύνολό του, καθώς και ενδοκυτταρικών δομών.

Στα μυϊκά κύτταρα, τα νήματα ακτίνης επιτρέπουν στους μυς να συστέλλονται με συντονισμένο τρόπο. Τα ενδιάμεσα νήματα, που έχουν πάχος περίπου 10 νανόμετρα, παρέχουν επίσης μηχανική αντοχή και δομή για το κελί. Δεν εμπλέκονται στην κινητικότητα των κυττάρων. Τα ενδιάμεσα νήματα αποτελούνται από διάφορες πρωτεΐνες και διμερή των πρωτεϊνών, τα οποία συνδυάζονται για να σχηματίσουν δέσμες που τυλίγονται σαν σχοινιά (tonofibrils) και είναι δομές εξαιρετικά ανθεκτικές στο σχίσιμο. Τα ενδιάμεσα νήματα μπορούν να χωριστούν σε τουλάχιστον 6 διαφορετικούς τύπους με διαφορετικές εργασίες.

Η τρίτη κατηγορία νημάτων αποτελείται από μικροσκοπικούς σωλήνες, τους μικροσωληνίσκους, με εξωτερική διάμετρο 25 νανόμετρα. Αποτελούνται από πολυμερή διμερών τουμπουλίνης και είναι κυρίως υπεύθυνα για όλους τους τύπους ενδοκυτταρικής κινητικότητας και για την κινητικότητα των ίδιων των κυττάρων. Για να υποστηρίξουν την αυτοκινητικότητα των κυττάρων, μικροσωληνίσκοι με τη μορφή silia ή μαστίγιας μπορούν να σχηματίσουν κυτταρικές διεργασίες που προεξέχουν από το κύτταρο. Το δίκτυο μικροσωληνίσκων είναι κυρίως οργανωμένο από το κεντρομερές και υπόκειται σε εξαιρετικά δυναμικές αλλαγές.

Ανατομία & δομή

Η ουσία ομαδοποιεί μικροφίλμ, ενδιάμεσα νήματα (IF) και μικροσωληνίσκους (ΜΤ), και τα τρία από τα οποία αποδίδονται στον κυτταροσκελετό, είναι σχεδόν πανταχού παρόντα μέσα στο κυτόπλασμα και επίσης στον πυρήνα του κυττάρου.

Τα βασικά δομικά στοιχεία των νημάτων μικρο- ή ακτίνης στον άνθρωπο αποτελούνται από 6 πρωτεΐνες ισομορφής ακτίνης, καθεμία από τις οποίες διαφέρει μόνο από μερικά αμινοξέα. Η μονομερής πρωτεΐνη ακτίνης (G-ακτίνη) δεσμεύει το νουκλεοτίδιο ΑΤΡ και σχηματίζει μακρές μοριακές αλυσίδες μονομερών ακτίνης διαχωρίζοντας μια φωσφορική ομάδα, δύο από τις οποίες συνδέονται για να σχηματίσουν ελικοειδή νημάτια ακτίνης. Τα νήματα ακτίνης στους λείους και ραβδωτούς μύες, στους καρδιακούς μύες και τα μη μυϊκά νήματα ακτίνης διαφέρουν ελαφρώς το ένα από το άλλο. Η συσσώρευση και η ανάλυση των νημάτων ακτίνης υπόκεινται σε πολύ δυναμικές διαδικασίες και προσαρμόζονται στις απαιτήσεις.

Τα ενδιάμεσα νήματα αποτελούνται από διάφορες δομικές πρωτεΐνες και έχουν υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό με διατομή περίπου 8 έως 11 νανόμετρα. Τα ενδιάμεσα νήματα χωρίζονται σε πέντε κατηγορίες: όξινες κερατίνες, βασικές κερατίνες, τύπου δεσμίνης, νευροφίλμ και τύπος ελασμάτων. Ενώ οι κερατίνες εμφανίζονται στα επιθηλιακά κύτταρα, τα νήματα τύπου δεσμίνης βρίσκονται στα μυϊκά κύτταρα των λείων και ραβδωτών μυών καθώς και στα κύτταρα καρδιακών μυών. Τα νευροφίλμ που υπάρχουν σχεδόν σε όλα τα νευρικά κύτταρα αποτελούνται από πρωτεΐνες όπως η Internexin, Nestin, NF-L, NF-M και άλλες. Ενδιάμεσα νήματα τύπου στρωμάτων βρίσκονται σε όλους τους πυρήνες των κυττάρων εντός της πυρηνικής μεμβράνης στο καρυόπλασμα.

Λειτουργία & εργασίες

Η λειτουργία και οι εργασίες του κυτταροσκελετού δεν περιορίζονται σε καμία περίπτωση στο δομικό σχήμα και τη σταθερότητα των κυττάρων. Τα μικροϊνώματα, τα οποία βρίσκονται κυρίως σε δομές τύπου διχτυού απευθείας στη μεμβράνη πλάσματος, σταθεροποιούν το εξωτερικό σχήμα των κυττάρων. Αλλά σχηματίζουν επίσης προεξοχές μεμβράνης όπως ψευδοπόδα. Οι κινητικές πρωτεΐνες, από τις οποίες κατασκευάζονται τα μικροϊνώματα στα μυϊκά κύτταρα, εξασφαλίζουν τις απαραίτητες συστολές των μυών.

Τα ενδιάμεσα νήματα πολύ υψηλής αντοχής σε εφελκυσμό έχουν μεγάλη σημασία για τη μηχανική αντοχή των κυττάρων. Έχουν επίσης πολλές άλλες λειτουργίες. Τα νήματα κερατίνης των επιθηλιακών κυττάρων συνδέονται έμμεσα μηχανικά μεταξύ τους μέσω δεσμοσωμάτων, έτσι ώστε ο ιστός του δέρματος να λαμβάνει μια δισδιάστατη αντοχή τύπου μήτρας. Τα IF συνδέονται με τις άλλες ομάδες ουσιών στο κυτταροσκελετό μέσω ενδιάμεσων πρωτεϊνών που σχετίζονται με νήματα (IFAPs), εξασφαλίζουν μια ορισμένη ανταλλαγή πληροφοριών και τη μηχανική ισχύ του αντίστοιχου ιστού. Αυτό δημιουργεί διατεταγμένες δομές εντός του κυτταροσκελετού. Ένζυμα όπως οι κινάσες και οι φωσφατάσες διασφαλίζουν ότι τα δίκτυα δημιουργούνται, αναδιαρθρώνονται και διαλύονται γρήγορα.

Διαφορετικοί τύποι νευροφίλων σταθεροποιούν τον νευρικό ιστό. Οι λαμίνες ελέγχουν τη διάσπαση της κυτταρικής μεμβράνης κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης και την επακόλουθη ανακατασκευή της. Οι μικροσωληνίσκοι είναι υπεύθυνοι για εργασίες όπως ο έλεγχος της μεταφοράς των οργανιδίων και των κυστιδίων μέσα στο κύτταρο και η οργάνωση των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της μίτωσης. Σε κύτταρα στα οποία μικροσωληνίσκοι αναπτύσσουν μικροβιότοπους, βλεφαρίδες, μαστίγια ή μαστίγια, οι ΜΤ διασφαλίζουν επίσης την κινητικότητα ολόκληρου του κυττάρου ή αναλαμβάνουν την αφαίρεση βλέννας ή ξένων σωμάτων. Β. Στην τραχεία και στον εξωτερικό ακουστικό πόρο.

Μπορείτε να βρείτε το φάρμακό σας εδώ

Ασθένειες

Οι διαταραχές στο μεταβολισμό του κυτταροσκελετού μπορεί να προκύψουν είτε από γενετικά ελαττώματα είτε από τοξίνες που παρέχονται εξωτερικά. Μία από τις πιο κοινές κληρονομικές ασθένειες που σχετίζονται με διαταραχή στη σύνθεση μιας μεμβρανικής πρωτεΐνης για τους μύες είναι η μυϊκή δυστροφία Duchenne.

Ένα γενετικό ελάττωμα εμποδίζει το σχηματισμό δυστροφίνης, μιας δομικής πρωτεΐνης που απαιτείται στις μυϊκές ίνες των ραβδωτών σκελετικών μυών. Η ασθένεια εμφανίζεται στην πρώιμη παιδική ηλικία με προοδευτική πορεία. Οι μεταλλαγμένες κερατίνες μπορούν επίσης να έχουν σοβαρές επιπτώσεις. Η ιχθύωση, η λεγόμενη ασθένεια κλίμακας ψαριού, οδηγεί σε υπερκεράτωση, μια ανισορροπία μεταξύ της παραγωγής και της απολέπισης των δερματικών νιφάδων, λόγω ενός ή περισσότερων γενετικών ελαττωμάτων στο χρωμόσωμα 12. Η ιχθύωση είναι η πιο κοινή κληρονομική ασθένεια του δέρματος και απαιτεί εντατική θεραπεία, η οποία, ωστόσο, μπορεί να ανακουφίσει μόνο τα συμπτώματα.

Άλλα γενετικά ελαττώματα που οδηγούν σε διαταραχή του μεταβολισμού των νευροφίλων προκαλούν z. Β. Αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS). Μερικές γνωστές μυκοτοξίνες (τοξίνες από μύκητες) όπως αυτές από τα αγαρικά μούχλας και μύγας διαταράσσουν τον μεταβολισμό των νημάτων ακτίνης. Η κολχικίνη, η τοξίνη του φθινοπώρου του κρόκου, και η ταξόλη, που λαμβάνεται από τα δέντρα yew, χρησιμοποιούνται ειδικά για τη θεραπεία όγκων. Παρεμβαίνουν στον μεταβολισμό των μικροσωληνίσκων.