Cytoszkielet

Cytoszkielet (gr. kýtos – wgłębienie[1]) – sieć włóknistych struktur białkowych w komórce eukariotycznej, dzięki którym organella i substancje nie pływają swobodnie w cytozolu, ale zajmują pewne przypisane sobie miejsca[2][3].

Cytoszkielet tworzą włókienka (filamenty) aktynowe, czyli mikrofilamenty, mikrotubule zbudowane z innego białka, a mianowicie tubuliny oraz filamenty pośrednie[2][4][5][6].

Szkielet komórki jest elastyczny – potrafi się szybko przebudowywać zgodnie z potrzebami komórki[3].

Funkcje cytoszkieletuEdytuj

  • utrzymywanie organelli komórki w miejscu[3]
  • utrzymywanie prawidłowej struktury tkanek – podczas nacisku na tkankę, cytoszkielet sprawia, że tkanka się nie rozpada[3][5]
  • poruszanie się komórek (np. w fagocytozie)[3][4]
  • udział w podziałach komórek (niektóre leki przeciwnowotworowe, np. taksol, niszczą szybko dzielące się komórki nowotworowe uniemożliwiając prawidłowe działanie cytoszkieletu)[3][5][6]
  • przekazywanie informacji między komórkami[3] (np. w przypadku powstania rany)
  • udział w apoptozie – genetycznie programowanej śmierci komórek[3]
  • umożliwia ruch wici i rzęsek[5]

Elementy cytoszkieletuEdytuj

MikrofilamentyEdytuj

Są to cienkie włókna zbudowane z aktyny. Każdy mikrofilament składa się z wielu cząsteczek aktyny połączonych w dwa łańcuchy tworzące strukturę helikalną. Mikrofilamenty mają średnicę około 5-9 nm; są giętkie i krótsze od mikrotubul[5].

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

Filamenty pośrednieEdytuj

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. Białka tworzące filamenty pośrednie nie mają kulistego kształtu. Ich cząsteczki najczęściej są wydłużone i przypominają włókienka, które łączą się w dłuższe warkocze białkowe[4]. W skład filamentów pośrednich wchodzi wiele różnych białek. Filamenty pośrednie pokrywające od wewnątrz otoczkę jądrową tworzą laminy. Inne filamenty pośrednie mogą być utworzone np. przez keratyny – białka usztywniające komórki nabłonkowe[7].

 
Budowa mikrotubuli

MikrotubuleEdytuj

Spiralne białka zbudowane z cząsteczek tubuliny. Komórka wytwarza dwa główne rodzaje tego białka: α- i β-tubulinę. α-tubulina łączy się z β-tubuliną tworząc heterodimery, z których powstają mikrotubule. Każda mikrotubula ma średnicę 25 nanometrów, więc jest kilkakrotnie grubsza od mikrofilamentu aktynowego. Ściany mikrotubuli są zbudowane z trzynastu długich włókienek utworzonych przez naprzemiennie leżące cząsteczki α- i β-tubuliny. Komórka przez cały czas przebudowuje swoje mikrotubule, dodając do nich nowe cząsteczki tubuliny (polimeryzacja) albo odrywając tubulinę od mikrotubul (depolimeryzacja). Te procesy są tak szybkie i dynamiczne, że pojedyncza mikrotubula istnieje tylko przez około 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 teżEdytuj

PrzypisyEdytuj

  1. Maciej, Gajowski, Łacina w pigułce : dla zawodów związanych z medycyną, Wrocław: MedPharm Polska, [cop. 2010], ISBN 978-83-60466-94-0, OCLC 750555743 [dostęp 2020-07-07].
  2. a b Wydawnictwo Adamantan, Biologia, wyd. Wydanie VI zmienione, Warszawa: Adamantan, 2019, ISBN 978-83-7350-453-0, OCLC 1150725889 [dostęp 2020-07-07].
  3. a b c d e f g h Daniel A. Fletcher, R. Dyche Mullins, Cell mechanics and the cytoskeleton, 2010.
  4. a b c Avri Ben-Ze'ev, Cell Shape and Cell Contacts: Molecular Approaches to Cytoskeleton Expression, Elsevier, 1989, s. 95–119, DOI10.1016/b978-0-12-664655-9.50007-5, ISBN 978-0-12-664655-9 [dostęp 2020-07-07].
  5. a b c d e Cytologia - Biologia.net.pl, www.biologia.net.pl [dostęp 2020-07-07].
  6. a b Hanna Fabczak, Dorota Włoga, Maria Jolanta Rędowicz, CYTOSZKIELET I RUCH KOMÓRKI, „Kosmos. Problemy nauk biologicznych”, 67 (1), kosmos.icm.edu.pl, 2018, s. 13-14.
  7. M. Bishr Omary, Ronald K.H. Liem, Intermediate filament proteins, Waltham, MA, ISBN 978-0-12-803491-0, OCLC 935638376 [dostęp 2020-07-07].