Hücre İskeleti Özellikleri, İşlevleri, Yapısı ve Bileşenleri

hücre iskeleti Filamentlerden oluşan hücresel bir yapıdır. Sitoplazma boyunca dağılır ve işlevi, mimariyi ve hücresel formu korumak için esas olarak desteklenir. Yapısal olarak büyüklüklerine göre sınıflandırılmış üç tip liften oluşur..

Bunlar, aktin lifleri, ara filamentler ve mikrotübüllerdir. Her biri ağa belirli bir özellik verir. Hücresel iç, malzemelerin yer değiştirmesinin ve geçişinin gerçekleştiği bir ortamdır. Hücre iskeleti bu hücre içi hareketlere aracılık eder.

Örneğin, mitokondri veya Golgi cihazı gibi organeller hücresel ortamda statiktir; Hücre iskeletini bir yöntem olarak kullanarak hareket ediyorlar.

Hücre iskeleti ökaryotik organizmalarda açıkça baskın olmasına rağmen, prokaryotlarda benzer bir yapı rapor edilmiştir..

indeks

• 1 Genel özellikler
• 2 İşlev
  • 2.1 şekli
  • 2.2 Hareket ve hücre birleşimleri
• 3 Yapı ve bileşenler
  • 3.1 Aktin filamentleri
  • 3.2 Ara filamentler
  • 3.3 Mikrotübüller
• 4 Hücre iskeletinin diğer etkileri
  • 4.1 Bakterilerde
  • 4.2 Kanserde
• 5 Kaynakça

Genel özellikler

Hücre iskeleti, "moleküler iskeleyi" temsil eden son derece dinamik bir yapıdır. Onu oluşturan üç filament türü, bu temel birimlerin birleştirilme şekline bağlı olarak, çok farklı yapılar oluşturabilen, tekrarlayan birimlerdir..

İnsan iskeleti ile bir analoji oluşturmak istiyorsak, hücre iskeleti kemik sistemine ve ayrıca kas sistemine eşdeğerdir..

Bununla birlikte, bunlar bir kemikle aynı değildir, çünkü bileşenler şekillenebilir ve hücreye plastisite veren, birleştirilebilir ve parçalanabilir. Hücre iskeletinin bileşenleri deterjanlarda çözünür değildir.

fonksiyonlar

şekil

Adından da anlaşılacağı gibi hücre iskeletinin “sezgisel” işlevi hücreye stabilite ve form sağlamaktır. Filamentler bu karmaşık ağda birleştiğinde, hücreye deformasyona direnç özelliği verir.

Bu yapı olmadan, hücre belirli bir şekli koruyamazdı. Ancak, hücrelere şekil değiştirme özelliği veren dinamik bir yapıdır (insan iskeletinin aksine)..

Hareket ve hücre birleşimleri

Hücresel bileşenlerin çoğu, uzamsal düzenlemelerine katkıda bulunan, sitoplazmada dağılmış olan bu elyaf ağına bağlanır..

Bir hücre başıboş yüzen farklı elemanlara sahip bir et suyu gibi görünmüyor; Aynı zamanda statik bir varlık değildir. Aksine, belirli bölgelerdeki organellerin bulunduğu organize bir matristir ve bu işlem hücre iskeleti sayesinde oluşur..

Hücre iskeleti harekete katılmıştır. Bu motor proteinleri sayesinde olur. Bu iki element hücre içinde yer değiştirmeye izin verir.

Aynı zamanda fagositoz sürecine de katılır (bir hücrenin dış ortamdan yiyecek alan veya olmayan bir parçacığı yakaladığı işlem). 

Hücre iskeleti, fiziksel ve biyokimyasal olarak hücrenin dış çevresine bağlanmasına izin verir. Bu bağlayıcı rol, doku ve hücre bağlantılarının oluşumuna izin verir..

Yapı ve bileşenler

Hücre iskeleti, üç farklı filaman tipinden oluşur: aktin, ara filamentler ve mikrotübüller.

Şu anda yeni bir aday hücre iskeletinin dördüncü zinciri olarak önerildi: septina. Aşağıda, bu parçaların her biri ayrıntılı olarak açıklanmaktadır:

Aktin filamentleri

Aktin filamentlerinin çapı 7 nm'dir. Ayrıca mikrofilamentler olarak da bilinir. Filamentleri oluşturan monomerler, balon şeklindeki partiküllerdir.

Doğrusal yapılar olmasına rağmen, "çubuk" bir şekle sahip değillerdir: eksenlerinde dönerler ve pervaneye benzerler. Davranışlarını düzenleyen bir dizi spesifik proteinle bağlantılıdırlar (organizasyon, konum, uzunluk). Aktin ile etkileşime girebilen 150'den fazla protein vardır.

Aşırılıklar ayırt edilebilir; bunlardan biri artı (+), diğeri eksi (-) olarak adlandırılır. Bu aşırı uçlarla, filament büyüyebilir veya kısaltılabilir. Polimerizasyon en aşırı derecede belirgin şekilde daha hızlıdır; polimerizasyonun gerçekleşmesi için ATP gereklidir.

Aktin ayrıca bir monomer olabilir ve sitozolde serbest olabilir. Bu monomerler polimerleşmelerini önleyen proteinlere bağlanır.

Aktin filamenti fonksiyonları

Aktin filamentlerinin hücre hareketi ile ilgili bir rolü vardır. Hem tek hücreli hem de çok hücreli organizmaların (örneğin, bağışıklık sisteminin hücreleri olduğu) farklı hücre tiplerinin ortamlarında hareket etmesine izin verir..

Aktin, kas kasılmasındaki rolü ile bilinir. Miyosin ile birlikte sarkomerler halinde gruplanırlar. Her iki yapı da bu ATP'ye bağlı hareketi mümkün kılar.

Ara filamentler

Bu filamentlerin yaklaşık çapı 10 um'dir; bu nedenle "ara" adı. Çapı, hücre iskeletinin diğer iki bileşenine göre orta düzeydedir..

Her filaman aşağıdaki gibi yapılandırılmıştır: N-terminalinde bir balon şeklinde kafa ve terminal karbonunda benzer bir şekle sahip bir kuyruk. Bu uçlar, alfa helislerin oluşturduğu doğrusal bir yapı ile birbirine bağlanır..

Bu "halatlar", diğer ara filamentlerle sarılma özelliğine sahip, daha kalın titreşimli elemanlar yaratan küresel kafalara sahiptir..

Ara filamentler hücre sitoplazması boyunca yerleştirilir. Onlar membrana uzanır ve sıklıkla ona eklenir. Bu filamentler çekirdekte de bulunur ve "nükleer tabaka" adı verilen bir yapı oluşturur..

Bu grup ara filament alt gruplarına sınıflandırılır:

- Keratin filamentleri.

- Vimentin Filamentleri.

- nörofılaman.

- Nükleer levhalar.

Ara filamentlerin fonksiyonu

Son derece güçlü ve dayanıklı elemanlardır. Aslında, onları diğer iki filamentle (aktin ve mikrotübüller) karşılaştırırsak, ara filamentler stabilite kazanır..

Bu özelliği sayesinde, temel işlevi hücresel değişikliklere direnç gösteren mekaniktir. Sabit mekanik strese maruz kalan hücre tiplerinde bol miktarda bulunurlar; örneğin, sinir, epitel ve kas hücrelerinde.

Hücre iskeletinin diğer iki bileşeninin aksine, ara filamentler kutup uçlarına monte edilemez ve atılamaz.

Sert yapılardır (işlevlerini yerine getirebilmek için: hücresel destek ve strese mekanik tepki) ve filamentlerin montajı fosforilasyona bağlı bir işlemdir.

Ara filamentler ayrışma denilen yapılar oluşturur. Bir dizi proteinle (kaderin) birlikte, bu kompleksler hücreler arasındaki bağları oluşturan.

mikrotübülüsler

Mikro tüpler içi boş elemanlardır. Hücre iskeletini oluşturan en büyük filamentlerdir. Mikrotübüllerin iç kısmındaki çapı yaklaşık 25 nm'dir. Uzunluk 200 nm ila 25 rangem aralığında oldukça değişkendir..

Bu filamentler, tüm ökaryotik hücrelerde vazgeçilmezdir. Centrosom adı verilen küçük yapılardan ortaya çıkarlar (veya doğarlar) ve oradan hücresel çevre boyunca uzanan orta filamentlerin aksine hücrenin kenarlarına uzanır.

Mikrotübüller, tubulinler adı verilen proteinlerden oluşur. Tubulin, iki alt birimin oluşturduğu bir dimerdir: α-tubulin ve β-tubulin. Bu iki monomer kovalent olmayan bağlarla bağlanır.

En alakalı özelliklerinden biri, aktin filamentlerinde olduğu gibi oldukça dinamik yapılar olan büyüme ve kısalma yeteneğidir..

Mikrotübüllerin iki ucu birbirinden ayırt edilebilir. Bu nedenle, bu filamentlerde bir "kutup" olduğu söylenir. Daha olumlu ve daha az veya olumsuz olarak adlandırılan her uçta, kendi kendine montaj işlemi gerçekleşir.

Bu filamentin montajı ve bozulması süreci, "dinamik dengesizlik" fenomenine yol açmaktadır..

Mikrotübül işlevi

Mikro tüpler çok çeşitli yapılar oluşturabilir. Mitotik iş milini oluşturan hücre bölünmesi süreçlerine katılırlar. Bu işlem her bir kız hücreye eşit sayıda kromozom verilmesine yardımcı olur..

Ayrıca, silya ve flagella gibi hücre hareketliliği için kullanılan kırbaç benzeri ekleri oluştururlar..

Mikro tüpler, taşıma işlevine sahip farklı proteinlerin hareket ettiği yollar veya "yollar" olarak işlev görür. Bu proteinler iki familyaya ayrılır: kinesinler ve dyneinler. Hücre içinde uzun mesafeler kat edebilirler. Kısa mesafelerde taşıma genellikle aktinde yapılır..

Bu proteinler, mikrotüplerin oluşturduğu yolların "yayaları" dır. Hareketi mikrotübül üzerinde oldukça yürüyüşe benziyor.

Ulaştırma, veziküller gibi farklı tipteki elementlerin veya ürünlerin hareketini içerir. Sinir hücrelerinde bu işlem iyi bilinmektedir çünkü nörotransmiterler veziküllere salınır.

Mikrotübüller ayrıca organellerin mobilizasyonuna da katılır. Özellikle, Golgi cihazı ve endosplazmik retikulum bu filamentlerin uygun pozisyonda olmalarına bağlıdır. Mikrotübüllerin yokluğunda (deneysel olarak mutasyona uğramış hücrelerde), bu organeller gözle görülür şekilde konumlarını değiştirir.

Hücre iskeletinin diğer etkileri

Bakterilerde

Önceki bölümlerde ökaryotların hücre iskeleti tarif edilmiştir. Prokaryotlar da benzer bir yapıya sahiptir ve geleneksel sitoskeletonu oluşturan üç fibere benzer bileşenlere sahiptir. Bu filamentlere bakterilere ait olanlardan birini ekledik: MinD-ParA grubu.

Hücre iskeletinin bakterilerdeki işlevleri ökaryotlarda yerine getirdikleri işlevlere oldukça benzer: destek, hücre bölünmesi, hücre şeklinin korunması, diğerleri arasında.

Kanserde

Klinik olarak, hücre iskeletinin bileşenleri kanserle ilişkilendirilmiştir. Bölünme sürecine müdahale ettikleri için, kontrolsüz hücre gelişimini anlayabilmeleri ve bunlara saldırabilmeleri için "hedef" olarak kabul edilirler.

referanslar

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... ve Walter, P. (2013). Temel hücre biyolojisi. Garland Bilim.
2. Fletcher, D.A. ve Mullins, R.D. (2010). Hücre mekaniği ve hücre iskeleti. doğa, 463(7280), 485-492.
3. Hall, A. (2009). Hücre iskeleti ve kanser. Kanser ve Metastaz Yorumları, 28(1-2), 5-14.
4. Moseley, J.B. (2013). Ökaryotik hücre iskeletinin genişletilmiş bir görüntüsü. Hücrenin moleküler biyolojisi, 24(11), 1615-1618.
5. Müller-Esterl, W. (2008). Biyokimya. Tıp ve yaşam bilimleri için temeller. Geri döndüm.
6. Shih, Y. L., ve Rothfield, L. (2006). Bakteriyel hücre iskeleti. Mikrobiyoloji ve Moleküler Biyoloji Yorumları, 70(3), 729-754.
7. Silverthorn Dee, U. (2008). İnsan fizyolojisi, bütünleşik bir yaklaşım. Amerikan Tıbbı 4. baskı. Bs As.
8. Svitkina, T. (2009). Elektron mikroskobu ile görüntüleme iskelet bileşenleri. içinde Hücre İskeleti Yöntem ve Protokolleri (pp. 187-06). Humana Press.