Hücre iskeleti

Hücre iskeleti hücrelerin sitoplazmasındaki dinamik olarak değiştirilebilir üç farklı protein filamentinden oluşan bir ağdan oluşur.

Hücreye ve organel ve veziküller gibi organizasyonel hücre içi yapıları, stabiliteyi ve içsel hareketliliği (hareketlilik) verirler. İpliklerin bir kısmı, hücrenin hareketliliğini veya yabancı cisimlerin kirpikler veya kamçı şeklinde yönlendirilmiş taşınmasını desteklemek için hücreden dışarı çıkar.

Hücre iskeleti nedir?

İnsan hücrelerinin hücre iskeleti, üç farklı protein filamenti sınıfından oluşur. Esas olarak aktin proteinlerinden oluşan 7 ila 8 nanometre çapındaki mikrofilamentler (aktin filamentleri), hücre içi yapıların yanı sıra dış hücre şeklini ve bir bütün olarak hücrenin hareketliliğini stabilize etmeye hizmet eder.

Kas hücrelerinde aktin lifleri, kasların koordineli bir şekilde kasılmasını sağlar. Yaklaşık 10 nanometre kalınlığındaki ara lifler de hücre için mekanik mukavemet ve yapı sağlar. Hücre hareketliliğine dahil değildirler. Ara filamentler, ipler (tonofibriller) gibi sarılmış demetler oluşturmak için bir araya gelen ve yırtılmaya son derece dirençli yapılar olan çeşitli proteinler ve protein dimerlerini içerir. Ara filamentler, farklı görevlerle en az 6 farklı türe ayrılabilir.

Üçüncü filament sınıfı, 25 nanometre dış çapa sahip küçük tüplerden, mikrotübüllerden oluşur. Tübülin dimerlerinin polimerlerinden oluşurlar ve her türlü hücre içi hareketliliğinden ve hücrelerin kendilerinin hareketliliğinden sorumludurlar Hücrelerin kendi hareketliliğini desteklemek için, kirpikler veya flagella şeklindeki mikrotübüller hücreden çıkıntı yapan hücre süreçleri oluşturabilir. Mikrotübül ağı çoğunlukla sentromerden organize edilmiştir ve son derece dinamik değişikliklere tabidir.

Anatomi ve yapı

Üçü de hücre iskeletine atanmış olan madde grupları mikrofilamentler, ara filamentler (IF) ve mikrotübüller (MT), sitoplazma içinde ve ayrıca hücre çekirdeği içinde neredeyse her yerde bulunur.

İnsanlarda mikro veya aktin filamentlerinin temel yapı taşları, her biri yalnızca birkaç amino asitle farklılık gösteren 6 izoform aktin proteininden oluşur. Monomerik aktin proteini (G-aktin), nükleotid ATP'yi bağlar ve ikisi sarmal aktin filamentleri oluşturmak üzere bağlanan bir fosfat grubunu ayırarak aktin monomerlerinin uzun moleküler zincirlerini oluşturur. Düz ve çizgili kaslardaki, kalp kaslarındaki aktin lifleri ve kas dışı aktin liflerinin her biri birbirinden biraz farklıdır. Aktin filamentlerinin oluşumu ve bozulması çok dinamik süreçlere tabidir ve gereksinimlere uyarlanır.

Ara filamentler, çeşitli yapısal proteinlerden oluşur ve yaklaşık 8 ila 11 nanometre bir enine kesite sahip yüksek bir gerilme mukavemetine sahiptir. Ara filamentler beş sınıfa ayrılır: asidik keratinler, bazik keratinler, desmin tipi, nörofilamentler ve lamin tipi. Keratinler epitel hücrelerinde meydana gelirken, desmin tipi iplikler düz ve çizgili kasların kas hücrelerinde ve ayrıca kalp kası hücrelerinde bulunur. Pratik olarak tüm sinir hücrelerinde bulunan nörofilamentler, Internexin, Nestin, NF-L, NF-M ve diğerleri gibi proteinlerden oluşur. Lamin tipi ara filamentler, karyoplazmada çekirdek zarındaki tüm hücre çekirdeklerinde bulunur.

İşlev ve görevler

Hücre iskeletinin işlevi ve görevleri hiçbir şekilde hücrelerin yapısal şekli ve stabilitesiyle sınırlı değildir. Esas olarak ağ benzeri yapılarda doğrudan plazma zarı üzerinde bulunan mikrofilamentler, hücrelerin dış şeklini stabilize eder. Ancak psödopodi gibi zar çıkıntıları da oluştururlar. Kas hücrelerindeki mikrofilamentlerin inşa edildiği motor proteinler, kasların gerekli kasılmalarını sağlar.

Çok yüksek gerilme mukavemeti olan ara lifler, hücrelerin mekanik mukavemeti için büyük önem taşır. Ayrıca bir dizi başka işlevi de vardır. Epitel hücrelerinin keratin lifleri, desmozomlar yoluyla dolaylı olarak mekanik olarak birbirine bağlanır, böylece cilt dokusu iki boyutlu, matriks benzeri bir güç alır. IF'ler, ara filamanla ilişkili proteinler (IFAP'ler) aracılığıyla hücre iskeletindeki diğer madde gruplarına bağlanır, belirli bir bilgi alışverişini ve ilgili dokunun mekanik gücünü sağlar. Bu, hücre iskeleti içinde düzenli yapılar oluşturur. Kinazlar ve fosfatazlar gibi enzimler, ağların hızla kurulmasını, yeniden yapılandırılmasını ve parçalanmasını sağlar.

Farklı nörofilament türleri sinir dokusunu stabilize eder. Laminler, hücre bölünmesi ve ardından yeniden yapılanması sırasında hücre zarının parçalanmasını kontrol eder. Mikrotübüller, hücre içindeki organellerin ve veziküllerin taşınmasını kontrol etmek ve mitoz sırasında kromozomları düzenlemek gibi görevlerden sorumludur. Mikrotübüllerin içinde mikrovilli, kirpikler, flagella veya flagella geliştirdiği hücrelerde, MT'ler ayrıca tüm hücrenin hareketliliğini sağlar veya mukus veya benzeri yabancı cisimlerin uzaklaştırılmasını üstlenir. B. trakea ve dış kulak kanalında.

İlaçlarınızı burada bulabilirsiniz

Hastalıklar

Hücre iskeletinin metabolizmasındaki bozukluklar ya genetik kusurlardan ya da dışarıdan sağlanan toksinlerden kaynaklanabilir. Kaslar için bir membran proteininin sentezinde bir bozulma ile ilişkili en yaygın kalıtsal hastalıklardan biri Duchenne kas distrofisidir.

Genetik bir kusur, çizgili iskelet kaslarının kas liflerinde gerekli olan yapısal bir protein olan distrofin oluşumunu engeller. Hastalık, erken çocukluk döneminde ilerleyen bir seyirle ortaya çıkar. Mutasyona uğramış keratinlerin de ciddi etkileri olabilir. Balık pulu hastalığı olarak adlandırılan iktiyoz, kromozom 12'deki bir veya daha fazla genetik kusur nedeniyle deri pullarının üretimi ve dökülmesi arasında bir dengesizlik olan hiperkeratoza yol açar. İhtiyoz, cildin en yaygın kalıtsal hastalığıdır ve yoğun tedavi gerektirir, ancak bu sadece semptomları hafifletebilir.

Nörofilamentlerin metabolizmasının bozulmasına yol açan diğer genetik kusurlar z'ye neden olur. B. amyotrofik lateral skleroz (ALS). Küf ve sinek agariklerinden olanlar gibi bazı bilinen mikotoksinler (mantar toksinleri) aktin filamanlarının metabolizmasını bozar. Sonbahar çiğdeminin toksini olan kolşisin ve porsuk ağaçlarından elde edilen taksol, özellikle tümör tedavisi için kullanılmaktadır. Mikrotübüllerin metabolizmasına müdahale ederler.