1. Polimerizarea și depolimerizarea filamentelor reprezintă baza dinamicii citoscheletului.
2. Sistemul de microfilamente.
3. Sistemul microtubulelor.
4. Filamente intermediare.
II.Cytoskeleton, capabil să se simtă și să-și amintească
1. Fibroblastele creează spre lanț
Celula este unificată, dar divizibilă
1. Fragmentele celulare se autoorganizează în mini-celule.
2. De asemenea, celulele gigantice multinucleare se autoorganizează.
3. Mecanismele de auto-organizare a citoplasmei sunt asociate cu citoscheletul.
4. Celule uriașe și fragmente celulare din corpul nostru.
IV. Tensiunea citoscheletului controlează arhitectura celulei și a țesuturilor
1. Ce este tensiunea?
2. Tensiunea citoscheletului și modificări ale formei organelor.
3. Tensiunea citoscheletului și reorganizarea radicală a programelor celulare.
O remarcabilă realizare a ultimelor decenii este descoperirea și cercetarea sistemului de structuri responsabile pentru arhitectura mobilă a celulei, pentru mișcările și formele sale. Acest sistem în celulele eucariotelor a fost un citoschelet - un sistem de filamente de proteine care umple citoplasma.
Polimerizarea și depolimerizarea filamentelor reprezintă baza dinamicii citoscheletului
Citozelul constă din trei tipuri principale de filamente care formează trei sisteme: microfilamente, microtubuli și filamente intermediare. Fiecare tip de filamente compuse din una - doua proteine majore: microfilamente - de actină, microtubuli - de la tubulina filamente intermediare - de proteine specifice, diferite in diferite tesuturi: keratins - in epitelii, desmin - musculare, vimentină - în mediul intern al țesuturilor ( țesut conjunctiv, cartilaj, os, etc.), proteine neurofilamentare - 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 polimerizare - depolimerizarea, 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 .
Să analizăm acum modul în care apare instabilitatea dinamică în activitatea fiecăruia dintre cele trei sisteme citoscheletale.
Actomerii monomeri sunt polimerizați în microfilamente cu un diametru de aproximativ 6 nanometri (1 nm - 10 m). Microfilamentele sunt polare: capetele lor nu sunt aceleași. Polimerizarea microfilamentelor la un capăt, numită plus-capăt, este mai ușoară decât la celălalt, minus-end. Polimerizarea și depolimerizarea moleculelor este reglată de diferitele proteine care leagă actina. Unele dintre aceste proteine sunt atașate la un capăt al firului, blocând în acest capăt al polimerizării și depolimerizării, apoi creșterea și scurtarea microfilamentefor sunt doar la celălalt capăt, nu este o proteină de blocare închisă. Unele proteine speciale combina mai multe monomeri în firul „rudiment“ pentru a provoca nucleația de noi microfilamente. În viitor, astfel de fire cresc într-o direcție, de obicei în direcția plus-end. Proteinele speciale se pot atașa la laturile mai multor microfilamente. În acest caz, unele proteine leagă microfilamentele în rețea, altele - în pachete.
Un rol special printre proteinele care leagă actina este jucat de miozine, deoarece acestea se pot deplasa de-a lungul microfilamentelor. În prezent, structura a peste 80 de variante de molecule de myosin este cunoscută. Toate moleculele de myosin constau din trei părți: capul, gâtul și coada. Capul este capabil să se alăture microfilamentele actina laterale, iar în cazul în care capul de aprovizionare care furnizează substanțe energie chimică - ATP, capul se deplasează de-a lungul microfilamente de plus la minus-end, sarind de la un monomer la altul. Acest proces este baza multor mișcări în celulă. Natura acestor mișcări depinde în mare măsură de structura miozinei care o duce, de la ceea ce sunt moleculele capului și coada.
Combinarea microfilaments actin standard, cu diferite miozina si alte proteine celulare aktinsvyazyvayuschimi construiește o varietate de structuri care diferă în arhitectură și mobilitate.
Deci, în mușchiul toate firele sunt strict paralele între ele, glisiera și reducerea un mușchi merge într-o direcție, iar mușchiul poate dezvolta o mulțime de stres. Majoritatea altor celule cum ar fi celulele țesutului conjunctiv (fibroblaste), celule epiteliale, leucocite și alte celule, de cele mai multe alte structuri formează microfilamente - cortexul actin, situate sub membrana. Cortexul, ca un miofibril, se poate contracta datorită interacțiunii microfilamentelor de actină cu moleculele de miozină. Cu toate acestea, spre deosebire de miofibril, microfilamentele din cortex nu sunt întotdeauna paralele unul cu celălalt, adesea formează rețele complexe. Prin urmare, comprimarea cortexului este de obicei în mai multe direcții. În plus, în cortex, spre deosebire de miofibril, microfilamentele sunt foarte dinamice; Cortexul este actualizat și restructurat constant prin polimerizarea - depolimerizarea filamentelor. În cazul în care speranța medie de viață microfilamentefor în miofibrilă mai mult de 7 zile, apoi în cortexul de celule albe din sânge - doar 15 secunde.
Alte știri corelate:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: