Cytoszkielet

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Szkielet komórki eukariotycznej:

     filamenty aktynowe

     mikrotubule

     jądro komórkowe

Cytoszkielet – sieć włóknistych struktur białkowych w komórce eukariotycznej, dzięki którym organella i substancje nie pływają swobodnie w cytoplazmie, ale zajmują pewne przypisane sobie miejsca.

Cytoszkielet tworzą włókienka (filamenty) aktynowe, czyli mikrofilamenty, mikrotubule zbudowane z innego białka, a mianowicie tubuliny oraz filamenty pośrednie. Filamenty aktynowe są strukturami statycznymi, zaś mikrotubule są tworami dynamicznymi, kurczącymi się i wydłużającymi dzięki działalności białek motorycznych.

Szkielet komórki jest elastyczny - potrafi się szybko przebudowywać zgodnie z potrzebami komórki.

Funkcje cytoszkieletu[edytuj | edytuj kod]

  • nadawanie kształtu komórkom i utrzymywanie tego kształtu
  • utrzymywanie prawidłowej struktury tkanek (jeśli naciśnie się na skórę, to komórki naskórka nie rozlatują się na wszystkie strony między innymi dlatego, że cytoszkielet je usztywnia i łączy ze sobą)
  • poruszanie się komórek (np. w pełzaniu komórek układu odpornościowego i w fagocytozie, czyli pożeraniu takich 'ciał obcych', jak bakterie i wirusy)
  • skurcz mięśni
  • udział w podziałach komórek (niektóre leki przeciwnowotworowe, np. taksol, niszczą szybko dzielące się komórki nowotworowe uniemożliwiając prawidłowe działanie cytoszkieletu)
  • transport pęcherzyków i organelli przez cytoplazmę
  • przekazywanie informacji między komórkami
  • utrzymywanie polarności komórek
  • ruch rzęsek i wici
  • udział w apoptozie - genetycznie programowanym samobójstwie komórek.

Elementy cytoszkieletu[edytuj | edytuj kod]

Mikrofilamenty[edytuj | edytuj kod]

Są to cienkie włókienka zbudowane z aktyny. Pojedyncza cząsteczka aktyny jest białkiem o kształcie zbliżonym do kulki. Każdy mikrofilament składa się z wielu cząsteczek aktyny połączonych w dwa wzajemnie owinięte wokół siebie łańcuchy. Mikrofilamenty mają średnicę około 5-9 nanometrów; są dość giętkie i krótsze od mikrotubul (innego składnika cytoszkieletu).

Filamenty aktynowe są przez cały czas dynamicznie przebudowywane przez komórkę na zasadzie polimeryzacji (przyłączania nowych cząsteczek aktyny do mikrofilamentu) i depolimeryzacji (odłączania aktyny od włókienka); przejawia się to na różne sposoby, między innymi przez zmiany kształtu powierzchni komórki. Większość filamentów aktynowych tworzy sieć pod błoną komórkową, w tak zwanej warstwie korowej cytoplazmy, ale mikrofilamenty - pojedyncze lub połączone w sieci albo wiązki - można znaleźć też w innych częściach komórki. Mniej więcej połowa cząsteczek aktyny swobodnie pływa w cytoplazmie jako monomery (pojedyncze cząsteczki); druga połowa jest wbudowana w mikrofilamenty. Mikrofilamenty umożliwiają komórce zmianę kształtu i ruch pełzakowaty.

Filamenty pośrednie[edytuj | edytuj kod]

Włókienka o średnicy około 10 nanometrów. Tworzą nieregularną, rozgałęzioną sieć w cytoplazmie (taka sieć często jest szczególnie gęsta dookoła jądra komórki). Jest ich szczególnie dużo w komórkach narażonych na szarpanie i miażdżenie przez siły mechaniczne (na przykład w komórkach naskórka); filamenty pośrednie są twarde i nadają komórkom sztywność. Można je porównać do twardych, grubych, mocno naprężonych lin. Właśnie do tych opornych na odkształcenia włókienek najlepiej pasuje sztywna nazwa 'cytoszkielet'. Białka tworzące filamenty pośrednie nie mają kulistego kształtu. Ich cząsteczki najczęściej są wydłużone i przypominają włókienka, które łączą się w dłuższe warkocze białkowe. W skład filamentów pośrednich wchodzi wiele różnych białek. Należy tu wspomnieć o laminach tworzących filamenty pośrednie pokrywające od wewnątrz otoczkę jądrową. Inne filamenty pośrednie mogą być utworzone np. przez keratyny - białka usztywniające komórki nabłonkowe.

Mikrotubule[edytuj | edytuj kod]

Puste w środku rurki zbudowane z białka - tubuliny. Komórka wytwarza dwa główne rodzaje tego białka: alfa- i beta-tubulinę. Alfa-tubulina łączy się z beta-tubuliną tworząc heterodimery, z których powstają mikrotubule. Każda mikrotubula ma średnicę 25 nanometrów, więc jest kilkakrotnie grubsza od mikrofilamentu aktynowego. Ten, komu uda się przekroić mikrotubulę w poprzek, zobaczy, że ściany mikrotubuli są zbudowane z trzynastu długich włókienek utworzonych przez naprzemiennie leżące cząsteczki alfa- i beta-tubuliny. Komórka przez cały czas przebudowuje swoje mikrotubule, dodając do nich nowe cząsteczki tubuliny (polimeryzacja) albo odrywając tubuline od mikrotubul (depolimeryzacja). Te procesy są tak szybkie i dynamiczne, że pojedyncza mikrotubula 'żyje' tylko przez mniej więcej dziesięć minut.

Mikrotubula ma dwa różne końce. Koniec dodatni (plus end) wydłuża się o wiele szybciej niż koniec ujemny (minus end). Ujemne końce mikrotubul w większości komórek zwierzęcych leżą przy jądrze komórkowym, w centrosomie. Mikrotubule promieniście rozchodzą się po całej cytoplazmie, więc ich końce dodatnie znajdują się w różnych miejscach komórki, a ich położenie bezustannie się zmienia. Nowe mikrotubule powstają w mikrosomie i później 'rosną' w kierunku innych części komórki. Do mikrotubul przyczepiają się różne białka określane wspólną nazwa MAP (microtubule-associated proteins, białka towarzyszące mikrotubulom). Do białek MAP zalicza się między innymi różne "motorki" molekularne, które umożliwiają transport różnych organelli i pęcherzyków po komórce. Taki pęcherzyk przyczepia się do motorka, motorek łączy się z mikrotubulą i jedzie po niej jak wagonik kolejki linowej.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Wikimedia Commons