Cytoskeletonegenskaper, funktioner, struktur och komponenter



den cytoskelettet Det är en cellulär struktur bestående av filament. Det sprids genom cytoplasman och dess funktion är huvudsakligen stöd för att upprätthålla arkitekturen och cellformen. Strukturellt består den av tre typer av fibrer, klassificerade enligt deras storlek.

Dessa är aktinfibrerna, mellanfilamenten och mikrotubuli. Var och en ger en särskild egendom till nätverket. Den cellulära inredningen är en miljö där förskjutning och transitering av material förekommer. Cytoskeletten medierar dessa intracellulära rörelser.

Exempelvis är organeller - som mitokondrier eller Golgi-apparaten - statiska i den cellulära miljön; de rör sig med hjälp av cytoskeletten som ett sätt.

Även om cytoskeleten klart överväger i eukaryota organismer har en analog struktur rapporterats i prokaryoter.

index

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 funktioner
    • 2.1 form
    • 2.2 Rörelse och cellövergångar
  • 3 Struktur och komponenter
    • 3.1 Filmer av aktin
    • 3.2 Mellanliggande filament
    • 3,3 mikrotubuli
  • 4 Andra konsekvenser av cytoskeletten
    • 4.1 I bakterier
    • 4.2 I cancer
  • 5 referenser

Allmänna egenskaper

Cytoskeletten är en extremt dynamisk struktur som representerar en "molekylär byggnadsställning". De tre typerna av filament som utgör den är repetitiva enheter som kan bilda mycket olika strukturer, beroende på hur dessa grundläggande enheter kombineras.

Om vi ​​vill skapa en analogi med det mänskliga skelettet, är cytoskeletten ekvivalent med det beniga systemet och dessutom till det muskulösa systemet.

De är dock inte identiska med ett ben eftersom komponenterna kan monteras och sönderdelas, vilket möjliggör formen förändringar och ger plasticitet till cellen. Cytoskelets komponenter är inte lösliga i tvättmedel.

funktioner

form

Som namnet antyder, är cytoskelets "intuitiva" funktion att ge stabilitet och form till cellen. När filamenten kombineras i detta invecklade nätverk, ger den cellen egenskapen att motstå deformation.

Utan denna struktur skulle cellen inte kunna behålla en viss form. Det är dock en dynamisk struktur (i motsats till det mänskliga skelettet) som ger cellerna egenskapen att byta form.

Rörelse och cellövergångar

Många av de cellulära komponenterna är kopplade till detta nätverk av fibrer dispergerade i cytoplasman, vilket bidrar till deras rumsliga arrangemang.

En cell ser inte ut som en buljong med olika element flytande drift; inte heller är det en statisk enhet. Tvärtom är det en organiserad matris med organeller som ligger i specifika zoner, och denna process sker tack vare cytoskeletten.

Cytoskeletten är involverad i rörelsen. Detta händer tack vare motorproteiner. Dessa två element kombinerar och tillåter förskjutningar i cellen.

Det deltar också i fagocytoseprocessen (processen där en cell fångar en partikel från den yttre miljön, vilket kanske inte är mat). 

Cytoskeletten gör det möjligt att ansluta cellen med sin externa miljö, fysiskt och biokemiskt. Denna kopplingsroll är det som möjliggör bildning av vävnader och cellövergångar.

Struktur och komponenter

Cytoskeletten består av tre olika typer av filament: aktin, mellanfilament och mikrotubuli.

För närvarande föreslås en ny kandidat som en fjärde del av cytoskeletten: septina. Nedan beskrivs var och en av dessa delar i detalj:

Actin filament

Actinfilamenten har en diameter av 7 nm. De är också kända som mikrofilament. De monomerer som utgör filamenten är ballongformade partiklar.

Även om de är linjära strukturer, har de inte en "bar" form: de roterar på sin axel och liknar en propellern. De är kopplade till en serie specifika proteiner som reglerar deras beteende (organisation, plats, längd). Det finns mer än 150 proteiner som kan interagera med aktin.

Extregen kan differentieras; en kallas plus (+) och den andra minus (-). Genom dessa ytterligheter kan filamentet växa eller förkortas. Polymerisationen är märkbart snabbare vid det yttersta; för att polymerisation ska inträffa krävs ATP.

Actin kan också vara en monomer och vara fri i cytosolen. Dessa monomerer är bundna till proteiner som förhindrar deras polymerisation.

Actin-filamentfunktioner

Actinfilament har en roll i samband med cellrörelse. De tillåter olika celltyper, både unicellulära och multicellulära organismer (ett exempel är cellerna i immunsystemet) att flytta i sina miljöer.

Actin är välkänt för sin roll i muskelkontraktion. Tillsammans med myosin grupperas de i sarkomerer. Båda strukturerna möjliggör denna ATP-beroende rörelse.

Mellanliggande filament

Den approximativa diametern hos dessa filament är 10 pm; därmed namnet "mellanliggande". Dess diameter är mellanliggande med avseende på de andra två komponenterna i cytoskeletten.

Varje filament är uppbyggt enligt följande: ett ballongformat huvud vid N-terminalen och en svans med liknande form vid terminalkolven. Dessa ändar är förbundna med varandra genom en linjär struktur som bildas av alfa-helixer.

Dessa "rep" har globulära huvuden som har egenskapen att linda med andra mellanliggande filament, vilket skapar tjockare interlaced element.

De mellanliggande filamenten är belägna genom cellcytoplasman. De sträcker sig till membranet och är ofta fästade på det. Dessa filament finns också i kärnan, som bildar en struktur som heter "kärnplåt".

Denna grupp är klassificerad i mellanliggande filamentundergrupper:

- Keratinfilament.

- Filament av vimentin.

- neurofilament.

- Kärnplåtar.

Funktion av de mellanliggande filamenten

De är extremt starka och resistenta element. Faktum är att om vi jämför dem med de andra två filamenten (aktin och mikrotubuli), får de mellanliggande filamenten stabilitet.

Tack vare den här egenskapen är dess huvudfunktion mekanisk, motståndskraftig mot cellulära förändringar. De finns överflödigt i celltyper som genomgår konstant mekanisk stress; till exempel i nerv-, epitel- och muskelceller.

Till skillnad från de två andra komponenterna i cytoskeletten kan mellanfilamenten inte monteras och placeras vid sina polära ändar.

De är styva strukturer (för att kunna uppfylla sin funktion: cellulärt stöd och mekaniskt svar på stress) och sammansättningen av filamenten är en fosforyleringsberoende process.

De mellanliggande filamenten bildar strukturer som kallas desmosomer. Tillsammans med en serie proteiner (cadheriner) skapas dessa komplex som bildar bindningarna mellan celler.

mikrotubuli

Mikrotubuli är ihåliga element. De är de största filamenten som utgör cytoskeletten. Diametern hos mikrotubuli i sin inre del är omkring 25 nm. Längden är ganska variabel, inom intervallet 200 nm till 25 μm.

Dessa filament är oumbärliga i alla eukaryota celler. De förekommer (eller är födda) från små strukturer som kallas centrosomer, och sträcker sig därifrån till cellens kanter, i motsats till de mellanliggande filamenten, som sträcker sig genom den cellulära miljön.

Mikrotubuli utgöres av proteiner som kallas tubuliner. Tubulin är en dimer bildad av två underenheter: a-tubulin och p-tubulin. Dessa två monomerer är bundna av icke-kovalenta bindningar.

En av dess mest relevanta egenskaper är förmågan att växa och förkorta, är ganska dynamiska strukturer, som i aktinfilament.

Mikrotubulernas två ändar kan differentieras från varandra. Därför sägs det att i dessa trådar finns en "polaritet". Vid varje ände som kallas mer positiv och mindre eller negativ - uppstår självmonteringsprocessen.

Denna process för montering och nedbrytning av filamentet ger upphov till ett fenomen av "dynamisk instabilitet".

Microtubule funktion

Mikrotubuli kan bilda mycket olika strukturer. De deltar i processerna av celldelning, som bildar den mitotiska spindeln. Denna process hjälper varje dottercell med lika många kromosomer.

De bildar också de piskliknande bilagorna som används för cellmobilitet, såsom cilia och flagella.

Mikrotubuli fungerar som vägar eller "vägar" där olika proteiner som har en transportfunktion rör sig. Dessa proteiner klassificeras i två familjer: kinesiner och dyneiner. De kan resa långa avstånd inom cellen. Transport över korta avstånd görs vanligen på aktin.

Dessa proteiner är "fotgängare" av vägar som bildas av mikrotubuli. Dess rörelse liknar en promenad på mikrotubulen.

Transport innebär rörelse av olika typer av element eller produkter, såsom blåsor. I nervceller är denna process välkänd eftersom neurotransmittorer släpps in i blåsor.

Mikrotubuli deltar också i mobiliseringen av organeller. Särskilt Golgi-apparaten och endosplasmic retikulum beror på dessa filament för att ta sin riktiga position. I frånvaro av mikrotubuli (i experimentellt muterade celler) förändrar dessa organeller märkbart deras position.

Andra konsekvenser av cytoskeletten

I bakterier

I de tidigare sektionerna beskrivs cytoskeletten av eukaryoter. Prokaryoter har också en liknande struktur och har komponenter som är analoga med de tre fibrerna som utgör den traditionella cytoskeletten. Till dessa filament lägger vi till en av våra egna tillhörande bakterier: MinD-ParA-gruppen.

Funktionerna hos cytoskeleten i bakterier liknar de funktioner som de uppfyller i eukaryoter: stöd, celldelning, underhåll av cellform, bland annat.

I cancer

Kliniskt har komponenterna i cytoskeletten associerats med cancer. Eftersom de ingriper i divisionens processer anses de vara "mål" för att kunna förstå och attackera okontrollerad cellutveckling.

referenser

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Väsentlig cellbiologi. Garland Science.
  2. Fletcher, D. A., & Mullins, R. D. (2010). Cellmekanik och cytoskelet. Nature, 463(7280), 485-492.
  3. Hall, A. (2009). Cytoskeletten och cancer. Cancer och Metastasrecensioner, 28(1-2), 5-14.
  4. Moseley, J. B. (2013). En expanderad vy av den eukaryota cytoskeletten. Molecular biology of the cell, 24(11), 1615-1618.
  5. Müller-Esterl, W. (2008). Biokemi. Grundämnen för medicin och biovetenskap. Jag vände om.
  6. Shih, Y. L., & Rothfield, L. (2006). Den bakteriella cytoskeletten. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 70(3), 729-754.
  7. Silverthorn Dee, U. (2008). Mänsklig fysiologi, ett integrerat tillvägagångssätt. Pan American Medical 4: e upplagan. Bs As.
  8. Svitkina, T. (2009). Bildbehandling av cytoskelettkomponenter genom elektronmikroskopi. i Cytoskeletmetoder och protokoll (sid. 187- 06). Humana Press.