O remarcabilă realizare a ultimelor decenii este descoperirea și investigarea sistemului de structuri responsabile pentru arhitectura mobilă a celulei, pentru mișcările și formele sale. Acest sistem în celulele eucariotelor a fost un sistem citoschelet de filamente de proteine care umplea citoplasma.
Polimerizarea și depolimerizarea filamentelor dinamicii citoscheletului
Citozelul constă din trei tipuri principale de filamente care formează trei sisteme: microfilamente, microtubuli și filamente intermediare. Fiecare tip de fire cuprinde una din două proteine majore: microfilamente de actină, microtubulii din filamente intermediare tubulinei de proteine specifice, diferite in diferite tesuturi: keratins in epitelii, desmin în mușchi, vimentin în mediul intern al tesutului (țesut conjunctiv, cartilaj, oase, și etc), proteine de neurofilament în neuroni.
Desigur, proteinele citoscheletului, ca orice proteine celulare, sunt codificate în ADN și sintetizate pe ribozomi. Celula poate schimba setul de proteine sintetizate. Cu toate acestea, designul citoscheletului se poate schimba rapid chiar și fără sinteza de noi molecule. moleculele individuale, monomerii dizolvați în citoplasma celulei, sunt capabili să se lege împreună, să polimerizeze în fire de tip corespunzător. Noii monomeri pot fi atașați la capetele filamentului, extinzându-l. Polimerizarea este reversibilă: monomerii pot fi separați de capetele filamentului, care în acest caz este scurtat și poate dispărea complet. În celulă există tot timpul un schimb între filamente și soluția de monomeri din citoplasmă. În multe celule, aproximativ jumătate din moleculele de actină și tubulină sunt sub formă de monomeri în citoplasmă și jumătate sunt în compoziția filamentelor de actină, microfilamente sau tubuli. Condițiile locale de polimerizare se pot schimba adesea. Prin urmare, același fir poate apoi să se scurteze, apoi să se prelungească.
Celula reglementeaza citoscheletic stabilitate filamentelor prin atașarea la ele proteine speciale care modifică viteza de polimerizare și depolimerizare monomeri. Prin urmare, un fir alcătuit din același monomer poate avea o durată de viață foarte diferită. De exemplu, microtubulele individuale care alcătuiesc flagelul sau cilia, trăiesc de obicei pentru multe ore și zile. Dimpotrivă, fiecare microtubule a axului mitotic, constând din același tubulin, trăiește în medie în numai câteva minute. Microtubulele axului cresc tot timpul și se dezintegrează, unele microtubuli sunt înlocuiți de alții. Între timp, axul în sine, care este un set de microtubuli care se extind de la poli la ecuator de cromozomi de celule si conservate de-a lungul mitozei, doar schimbă treptat structura fină. Deja în mijlocul mitozei axul constă din alte microtubuli decât la început. Un exemplu al axului ilustrează un principiu general al majorității sistemelor de citoschelet, numit principiul instabilității dinamice: toroanele individuale din sistem pot să apară și să dispară, ca urmare a depolimerizarea polimerizării, și, prin urmare, structura detaliată a sistemului este în continuă schimbare, dar, în ciuda acestui fapt, planul general de organizare a sistemului poate fi menținută.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: