Ο κυτταροσκελετός είναι ένα δίκτυο νηματίων και σωληναρίων που εκτείνονται σε όλο το κύτταρο, μέσω του κυτταροπλάσματος, το οποίο περιλαμβάνει όλο το υλικό του κυττάρου εκτός από τον πυρήνα. Ο κυτταροσκελετός μπορεί να βρεθεί σε όλα τα κύτταρα, αλλά οι πρωτεΐνες που αποτελούν τα δομικά στοιχεία του μπορεί να διαφέρουν μεταξύ των οργανισμών.
Λειτουργίες του κυτταροσκελετού
Γενικά, η λειτουργία του κυτταροσκελετού είναι να υποστηρίζει τη ζωή των κυττάρων, να δίνει σχήμα και να οργανώνει και να συνδέει τα οργανίδια (ένα είδος οργάνου) σε αυτό. Ο κυτταροσκελετός έχει επίσης ρόλους στη μοριακή μεταφορά, τη διαίρεση των κυττάρων και τη σηματοδότηση των κυττάρων. Ακολουθεί μια πιο λεπτομερής εξήγηση των λειτουργιών του κυτταροσκελετού που είναι σημαντικές για τη ζωή ενός κυττάρου:1. Δώστε στο κελί σχήμα
Η λειτουργία αυτού του κυτταροσκελετού είναι πολύ σημαντική, ειδικά για κύτταρα που δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα, για παράδειγμα σε ζωικά κύτταρα. Αυτός ο τύπος κυττάρου δεν παίρνει το σχήμα του από το παχύ εξωτερικό στρώμα.2. Κυτταρική κίνηση
Τα μικρονημάτια και οι μικροσωληνίσκοι στον κυτταροσκελετό επιτρέπουν στα κύτταρα να έρπουν και να μεταναστεύσουν. Οι μικροσωληνίσκοι βοηθούν επίσης στο σχηματισμό δομών, όπως οι βλεφαρίδες και τα μαστίγια, που επιτρέπουν την κίνηση των κυττάρων.3. Οργανώστε κύτταρα και οργανίδια
Ο κυτταροσκελετός μπορεί να οργανώσει τα κύτταρα, να βοηθήσει την κίνηση των οργανιδίων σε όλο το κύτταρο και να διατηρήσει τα κυτταρικά οργανίδια στη θέση τους ενώ εκτελούν τις λειτουργίες τους. Για παράδειγμα, ο κυτταροσκελετός βοηθά στην κίνηση των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης. Ο κυτταροσκελετός μπορεί να είναι ανάλογος με το πλαίσιο ενός κτιρίου που λειτουργεί για να δώσει ένα συγκεκριμένο σχήμα στο κύτταρο, να παρέχει υποστήριξη και να διατηρεί τη δομή του κτιρίου στη θέση του.Δομή κυτταροσκελετού
Η δομή του κυτταροσκελετού αποτελείται από τρεις τύπους νηματίων που είναι επιμήκεις πρωτεϊνικές αλυσίδες με τη μορφή μικρονημάτων, ενδιάμεσων νημάτων και μικροσωληνίσκων.1. Μικρονήμα
Τα μικρονημάτια στον κυτταροσκελετό είναι πρωτεϊνικές ίνες που μοιάζουν με νήματα με διάμετρο 3-6 νανόμετρα (nm). Έτσι, τα μικρονήματα είναι τα λεπτότερα νημάτια στον κυτταροσκελετό. Τα μικρονήματα είναι επίσης γνωστά ως νήματα ακτίνης επειδή αποτελούνται κυρίως από την πρωτεΐνη ακτίνη, η οποία είναι επίσης υπεύθυνη για τη σύσπαση των μυών. Ως εκ τούτου, τα μικρονήματα βρίσκονται συνήθως στα μυϊκά κύτταρα. Εδώ είναι μερικές από τις λειτουργίες των μικρονημάτων:- Η πρώτη λειτουργία των μικρονημάτων είναι να παρέχουν βοήθεια στην κυτταροκίνηση, τη διαδικασία κατά την οποία το κυτταρόπλασμα ενός κυττάρου διαιρείται σε δύο θυγατρικά κύτταρα.
- Μια περαιτέρω λειτουργία των μικρονημάτων είναι να βοηθούν στην κινητικότητα των κυττάρων (κίνηση) και να επιτρέπουν σε οργανισμούς που έχουν ένα μόνο κύτταρο να κινούνται, όπως οι αμοιβάδες.
- Τέλος, τα μικρονημάτια εμπλέκονται επίσης στη διαδικασία της κυτταροπλασματικής ροής σε όλο το κύτταρο για την παροχή θρεπτικών συστατικών.
2. Ενδιάμεσο νήμα
Τα ενδιάμεσα νήματα έχουν πλάτος περίπου 8-12 nm. Τα ενδιάμεσα νημάτια αναφέρονται επίσης ως ενδιάμεσα νημάτια ή ενδιάμεσα νήματα επειδή βρίσκονται μεταξύ των μικρότερων μικρονημάτων και των μεγαλύτερων μικροσωληνίσκων. Τα ενδιάμεσα νημάτια μπορούν να διευκολύνουν το σχηματισμό κερατίνης και νευροινιδίων. Αυτός ο τύπος νήματος μπορεί επίσης να κατασκευαστεί από διαφορετικές πρωτεΐνες, όπως κερατίνη, βιμεντίνη, δεσμίνη και λαμίνη. Εκτός από τις λαμίνες, στο κυτταρόπλασμα βρίσκονται όλα τα είδη ενδιάμεσων νημάτων. Κάθε νήμα έχει διαφορετική λειτουργία, συμπεριλαμβανομένων- Η λαμίνη μπορεί να βρεθεί στον πυρήνα και χρησιμεύει για την υποστήριξη του πυρηνικού περιβλήματος που περιβάλλει τον πυρήνα.
- Τα ενδιάμεσα νημάτια στο κυτταρόπλασμα λειτουργούν για να διατηρούν το σχήμα του κυττάρου, να αντέχουν την πίεση και να παρέχουν δομική υποστήριξη στο κύτταρο.
3. Μικροσωληνίσκοι
Με βάση το μέγεθός τους, οι μικροσωληνίσκοι είναι τα μεγαλύτερα νήματα των ινών του κυτταροσκελετού με μέγεθος περίπου 23 nm. Το σχήμα των μικροσωληνίσκων μοιάζει με μικρούς κοίλους στρογγυλούς σωλήνες κατασκευασμένους από άλφα και βήτα τουμπουλίνη. Υπάρχουν δεκατρείς τουμπουλίνες που συνδέονται για να σχηματίσουν έναν ενιαίο σωλήνα μικροσωληνίσκων που μπορούν να συνεχίσουν να διαστέλλονται ή να συρρικνώνονται. Αυτό το τμήμα του κυτταροσκελετού είναι πολύ δυναμικό και μπορεί να αλλάξει γρήγορα. Ακολουθούν μερικές από τις λειτουργίες των μικροσωληνίσκων στον κυτταροσκελετό:- Σπρώχνει το κύτταρο προς τα εμπρός σχηματίζοντας μια δομή που μοιάζει με μαστίγια.
- Βοηθά στο σχηματισμό δομών που μοιάζουν με βλεφαρίδες, οι οποίες μπορούν να αυξήσουν την επιφάνεια του κυττάρου και να επιτρέψουν στο κύτταρο να κινηθεί.
- Βοηθά στη μεταφορά μορίων ή κυτταρικών υλικών
- Βοηθά στο σχηματισμό κυτταρικών τοιχωμάτων στα φυτικά κύτταρα.
- μυοσίνη, δηλαδή πρωτεΐνες που αλληλεπιδρούν με τις πρωτεΐνες ακτίνης και είναι εξίσου υπεύθυνες για τη σύσπαση των μυών. Η μυοσίνη εμπλέκεται επίσης στις διαδικασίες κυτταροκίνησης, εξωκυττάρωσης και ενδοκυττάρωσης.
- κινεσίνη, δηλαδή πρωτεΐνες που κινούνται κατά μήκος των μικροσωληνίσκων για να μεταφέρουν κυτταρικά συστατικά και λειτουργούν για να τραβούν οργανίδια κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης.
- Dinein μια πρωτεΐνη που έλκει τα κυτταρικά οργανίδια προς τον πυρήνα.