หุ้น:
ลักษณะโครงสร้างและส่วนประกอบของโครงร่าง Cytoskeleton
โครงร่าง มันเป็นโครงสร้างเซลล์ประกอบด้วยเส้นใย มันแพร่กระจายผ่านไซโตพลาสซึมและหน้าที่ของมันคือการสนับสนุนเป็นหลักในการรักษาสถาปัตยกรรมและรูปแบบโทรศัพท์มือถือ มีโครงสร้างประกอบด้วยเส้นใยสามประเภทแบ่งตามขนาด.
เหล่านี้คือเส้นใยแอกติน, เส้นใยระดับกลางและ microtubules แต่ละคนมอบคุณสมบัติเฉพาะให้กับเครือข่าย ภายในเซลล์เป็นสภาพแวดล้อมที่มีการเคลื่อนย้ายและการเคลื่อนย้ายของวัสดุ โครงร่าง cytoskeleton เป็นสื่อกลางในการเคลื่อนไหวของเซลล์เหล่านี้.
ตัวอย่างเช่นออร์แกเนลล์ - เช่นไมโทคอนเดรียหรือเครื่องมือกอลกี - คงที่ในสภาพแวดล้อมของเซลล์; พวกมันเคลื่อนไหวโดยใช้โครงร่างโครงกระดูกเป็นวิธี.
แม้ว่าโครงร่างโครงกระดูกนั้นมีความเด่นชัดในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต แต่ก็มีรายงานโครงสร้างแบบอะนาล็อกคล้ายกันในโปรคาริโอต.
ดัชนี
- 1 ลักษณะทั่วไป
- 2 ฟังก์ชั่น
- 2.1 รูปร่าง
- 2.2 การเคลื่อนไหวและการแยกเซลล์
- 3 โครงสร้างและส่วนประกอบ
- 3.1 เส้นใยของแอคติน
- 3.2 ไส้กลาง
- 3.3 Microtubules
- 4 นัยอื่น ๆ ของโครงร่างโครงกระดูก
- 4.1 ในแบคทีเรีย
- 4.2 ในมะเร็ง
- 5 อ้างอิง
ลักษณะทั่วไป
โครงร่างโครงกระดูกนั้นเป็นโครงสร้างที่มีพลวัตอย่างมากซึ่งแสดงถึง "โครงสร้างโมเลกุล" ทั้งสามประเภทของเส้นใยที่ประกอบด้วยมันเป็นหน่วยซ้ำ ๆ ที่สามารถสร้างโครงสร้างที่แตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับวิธีการที่หน่วยพื้นฐานเหล่านี้จะรวมกัน.
ถ้าเราต้องการสร้างความคล้ายคลึงกับโครงกระดูกมนุษย์โครงร่างของ cytoskeleton นั้นเทียบเท่ากับระบบกระดูกและนอกจากนี้กับระบบกล้ามเนื้อ.
อย่างไรก็ตามพวกมันไม่เหมือนกระดูกเพราะส่วนประกอบสามารถประกอบและแตกสลายได้ซึ่งช่วยให้สามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างและให้ความเป็นพลาสติกแก่เซลล์ ส่วนประกอบของโครงร่างโครงกระดูกนั้นไม่ละลายในผงซักฟอก.
ฟังก์ชั่น
รูปร่าง
ดังที่ชื่อบ่งบอกถึงฟังก์ชั่น "สัญชาตญาณ" ของโครงร่างโครงกระดูกเพื่อให้ความมั่นคงและรูปแบบไปยังเซลล์ เมื่อเส้นใยรวมตัวกันในเครือข่ายที่ซับซ้อนนี้มันจะทำให้เซลล์มีคุณสมบัติในการต่อต้านการเสียรูป.
หากไม่มีโครงสร้างนี้เซลล์จะไม่สามารถรักษารูปร่างที่เฉพาะเจาะจงได้ อย่างไรก็ตามมันเป็นโครงสร้างแบบไดนามิก (ตรงกันข้ามกับโครงกระดูกมนุษย์) ที่ช่วยให้เซลล์มีคุณสมบัติในการเปลี่ยนรูปร่าง.
การเคลื่อนไหวและการแยกเซลล์
ส่วนประกอบของเซลล์จำนวนมากเชื่อมโยงกับเครือข่ายของเส้นใยที่กระจายตัวในไซโตพลาสซึมทำให้เกิดการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของพวกมัน.
เซลล์ดูไม่เหมือนน้ำซุปที่มีองค์ประกอบต่างกันลอยลอย; ไม่เป็นนิติบุคคล ในทางตรงกันข้ามมันเป็นเมทริกซ์ที่มีการจัดระเบียบโดยมีออร์แกเนลล์ตั้งอยู่ในโซนเฉพาะและกระบวนการนี้เกิดขึ้นได้ด้วยโครงกระดูก.
โครงร่างโครงกระดูกมีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหว สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากโปรตีนในมอเตอร์ องค์ประกอบทั้งสองนี้รวมกันและอนุญาตการกระจัดภายในเซลล์.
นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในกระบวนการ phagocytosis (กระบวนการที่เซลล์จับอนุภาคจากสภาพแวดล้อมภายนอกซึ่งอาจจะใช่หรือไม่ใช่อาหารก็ได้).
โครงร่างโครงกระดูกช่วยให้การเชื่อมต่อเซลล์กับสภาพแวดล้อมภายนอกของร่างกายและทางชีวเคมี บทบาทตัวเชื่อมต่อนี้คือสิ่งที่ช่วยให้การก่อตัวของเนื้อเยื่อและรอยต่อเซลล์.
โครงสร้างและส่วนประกอบ
โครงร่างโครงกระดูกนั้นประกอบไปด้วยเส้นใยสามชนิด: แอกติน, เส้นใยระดับกลางและไมโครทรูรูม.
ในปัจจุบันมีการเสนอผู้สมัครใหม่เป็นสายการผลิตที่สี่ของโครงร่างโครงกระดูก: septina ข้อมูลต่อไปนี้อธิบายรายละเอียดแต่ละส่วนเหล่านี้:
เส้นใยแอคติน
เส้นใยแอคตินนั้นมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 นาโนเมตร พวกมันยังเป็นที่รู้จักกันในนามไมโครฟิล์ม โมโนเมอร์ที่ประกอบเป็นเส้นใยเป็นอนุภาครูปบอลลูน.
แม้ว่าพวกเขาจะเป็นโครงสร้างเชิงเส้นพวกเขาไม่มีรูปร่าง "บาร์": พวกเขาหมุนบนแกนของพวกเขาและมีลักษณะคล้ายกับใบพัด พวกมันเชื่อมโยงกับโปรตีนเฉพาะชนิดที่ควบคุมพฤติกรรมของพวกเขา (องค์กร, สถานที่, ความยาว) มีโปรตีนมากกว่า 150 ชนิดที่สามารถโต้ตอบกับแอคตินได้.
สุดขั้วสามารถสร้างความแตกต่าง; อันหนึ่งเรียกว่าบวก (+) และอีกเครื่องหมายลบ (-) โดยสุดขั้วเหล่านี้เส้นใยสามารถเติบโตหรือสั้นลงได้ การเกิดพอลิเมอไรเซชั่นนั้นเร็วที่สุด สำหรับการเกิดพอลิเมอไรเซชันจะต้องใช้ ATP.
Actin ยังสามารถเป็นโมโนเมอร์และเป็นอิสระในไซโตซอล โมโนเมอร์เหล่านี้มีพันธะกับโปรตีนที่ป้องกันการเกิดพอลิเมอร์.
ฟังก์ชั่นเส้นใย Actin
เส้นใย Actin มีบทบาทที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของเซลล์ พวกมันยอมให้เซลล์ประเภทต่าง ๆ ทั้งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและเซลล์หลายเซลล์ (ตัวอย่างคือเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกัน), ย้ายในสภาพแวดล้อมของพวกเขา.
Actin เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับบทบาทในการหดตัวของกล้ามเนื้อ ร่วมกับ myosin พวกเขาถูกจัดกลุ่มใน sarcomeres ทั้งสองโครงสร้างทำให้การเคลื่อนไหวแบบพึ่งพา ATP นี้เป็นไปได้.
ไส้กลาง
เส้นผ่านศูนย์กลางโดยประมาณของเส้นใยเหล่านี้คือ 10 μm; ดังนั้นชื่อ "กลาง" เส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ตรงกลางเมื่อเทียบกับอีกสององค์ประกอบของโครงร่างโครงกระดูก.
แต่ละเส้นใยมีโครงสร้างดังนี้: หัวรูปบอลลูนที่ขั้ว N และหางที่มีรูปร่างคล้ายกับขั้วคาร์บอน ปลายเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยโครงสร้างเชิงเส้นที่เกิดขึ้นจากอัลฟาเอนริเก้.
"เชือก" เหล่านี้มีหัวทรงกลมที่มีคุณสมบัติของขดลวดกับไส้กลางอื่น ๆ สร้างองค์ประกอบ interlaced หนา.
ไส้กลางนั้นจะอยู่ทั่วไซโตพลาสซึมของเซลล์ พวกมันขยายไปถึงเมมเบรนและมักจะยึดติดกับมัน เส้นใยเหล่านี้ยังพบในนิวเคลียสซึ่งสร้างโครงสร้างที่เรียกว่า "แผ่นนิวเคลียร์".
กลุ่มนี้แบ่งออกเป็นกลุ่มย่อยไส้กลาง:
- เส้นใยเคราติน.
- เส้นใยของ vimentin.
- neurofilament.
- แผ่นนิวเคลียร์.
ฟังก์ชั่นของไส้กลาง
พวกเขาเป็นองค์ประกอบที่แข็งแกร่งและทนอย่างยิ่ง ในความเป็นจริงถ้าเราเปรียบเทียบพวกเขากับอีกสองเส้นใย (actin และ microtubules) เส้นใยระดับกลางได้รับความมั่นคง.
ด้วยคุณสมบัตินี้ฟังก์ชันหลักของมันคือกลไกซึ่งต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ พวกเขาพบมากในเซลล์ประเภทที่ประสบความเครียดเชิงกลคงที่; ตัวอย่างเช่นในเซลล์ประสาทเซลล์เยื่อบุผิวและกล้ามเนื้อ.
ไม่เหมือนกับส่วนประกอบอีกสองส่วนของโครงร่างโครงกระดูกเส้นใยกลางไม่สามารถประกอบและกำจัดได้ที่ปลายขั้ว.
พวกมันเป็นโครงสร้างที่แข็ง (เพื่อให้สามารถใช้งานได้: สนับสนุนเซลล์และตอบสนองเชิงกลต่อความเครียด) และการรวมตัวกันของเส้นใยเป็นกระบวนการขึ้นอยู่กับฟอสโฟรีเลชัน.
ไส้ระดับกลางสร้างโครงสร้างที่เรียกว่า desmosomes ร่วมกับชุดของโปรตีน (cadherins) คอมเพล็กซ์เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นที่สร้างความผูกพันระหว่างเซลล์.
microtubules
Microtubules เป็นองค์ประกอบกลวง พวกมันเป็นเส้นใยที่ใหญ่ที่สุดที่ประกอบเป็นโครงร่างโครงกระดูก เส้นผ่านศูนย์กลางของ microtubules ในส่วนภายในอยู่ที่ประมาณ 25 นาโนเมตร ความยาวค่อนข้างแปรผันอยู่ในช่วง 200 nm ถึง 25 μm.
เส้นใยเหล่านี้ขาดไม่ได้ในเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด พวกเขาโผล่ออกมา (หรือเกิด) จากโครงสร้างขนาดเล็กที่เรียกว่า centrosomes และจากนั้นขยายไปถึงขอบของเซลล์ในทางตรงกันข้ามกับเส้นใยกลางซึ่งขยายไปทั่วสภาพแวดล้อมของเซลล์.
Microtubules ประกอบด้วยโปรตีนที่เรียกว่า tubulins Tubulin เป็น dimer ที่เกิดขึ้นจากสอง subunits: α-tubulin และβ-tubulin โมโนเมอร์สองตัวนี้ถูกพันธะด้วยพันธะโควาเลนต์ที่ไม่ใช่.
หนึ่งในคุณลักษณะที่เกี่ยวข้องมากที่สุดคือความสามารถในการเติบโตและสั้นลงซึ่งเป็นโครงสร้างที่ค่อนข้างมีพลวัตเช่นเดียวกับในเส้นใยแอคติน.
ปลายทั้งสองของ microtubules นั้นแตกต่างจากกันและกัน ดังนั้นจึงมีการกล่าวว่าในเส้นใยเหล่านี้มี "ขั้ว" ในแต่ละปลายทางที่เรียกว่าเป็นบวกมากขึ้นและน้อยลงหรือน้อยลง - กระบวนการประกอบตัวเองเกิดขึ้น.
กระบวนการของการประกอบและการย่อยสลายของเส้นใยนี้ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ของ "ความไม่แน่นอนแบบไดนามิก".
ฟังก์ชั่น Microtubule
Microtubules สามารถสร้างโครงสร้างที่หลากหลายมาก พวกเขามีส่วนร่วมในกระบวนการของการแบ่งเซลล์สร้างแกนกระสวย กระบวนการนี้ช่วยให้แต่ละเซลล์ลูกสาวมีจำนวนโครโมโซมเท่ากัน.
พวกเขายังสร้างอวัยวะที่คล้ายแส้ที่ใช้สำหรับการเคลื่อนที่ของเซลล์เช่น cilia และ flagella.
Microtubules ทำหน้าที่เป็นทางเดินหรือ "ถนน" ซึ่งมีโปรตีนชนิดต่าง ๆ ที่มีฟังก์ชั่นการเคลื่อนย้าย โปรตีนเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองตระกูล: kinesins และ dyneins พวกเขาสามารถเดินทางไกลภายในเซลล์ การขนส่งในระยะทางสั้น ๆ มักจะเกิดขึ้นที่ actin.
โปรตีนเหล่านี้คือ "คนเดินเท้า" ของถนนที่เกิดขึ้นจาก microtubules การเคลื่อนไหวของมันคล้ายกับการเดินบน microtubule.
การขนส่งเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวขององค์ประกอบหรือผลิตภัณฑ์ประเภทต่าง ๆ เช่นถุง ในเซลล์ประสาทกระบวนการนี้เป็นที่รู้จักกันดีเพราะสารสื่อประสาทถูกปล่อยออกมาเป็นถุง.
Microtubules ยังมีส่วนร่วมในการระดม organelles โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุปกรณ์ Golgi และ reticulum endosplasmic ขึ้นอยู่กับเส้นใยเหล่านี้เพื่อให้ได้ตำแหน่งที่เหมาะสม ในกรณีที่ไม่มี microtubules (ในเซลล์ที่กลายพันธุ์ในการทดลอง) อวัยวะเหล่านี้จะเปลี่ยนตำแหน่งอย่างเห็นได้ชัด.
ความหมายอื่นของโครงร่างโครงกระดูก
ในแบคทีเรีย
ในส่วนก่อนหน้าโครงกระดูกของยูคาริโอตได้ถูกอธิบายไว้ โปรคาริโอตยังมีโครงสร้างที่คล้ายกันและมีส่วนประกอบคล้ายคลึงกับเส้นใยทั้งสามที่ประกอบเป็นโครงร่างโครงร่างของเซลล์แบบดั้งเดิม สำหรับเส้นใยเหล่านี้เราเพิ่มหนึ่งในสมาชิกของแบคทีเรียของเรา: กลุ่ม MinD-ParA.
หน้าที่ของโครงร่างโครงกระดูกในแบคทีเรียค่อนข้างคล้ายกับหน้าที่ที่พวกมันเติมเต็มในยูคาริโอต: การสนับสนุน, การแบ่งเซลล์, การบำรุงรักษารูปร่างของเซลล์และอื่น ๆ.
ในมะเร็ง
ส่วนประกอบของโครงกระดูกนั้นเกี่ยวข้องกับโรคมะเร็ง เนื่องจากพวกเขาเข้าแทรกแซงในกระบวนการของการแบ่งแยกพวกเขาถูกพิจารณาว่าเป็น "เป้าหมาย" เพื่อให้สามารถเข้าใจและโจมตีการพัฒนาเซลล์ที่ไม่สามารถควบคุมได้.
การอ้างอิง
- Alberts, B. , Bray, D. , Hopkin, K. , Johnson, A. , Lewis, J. , Raff, M. , ... & Walter, P. (2013). ชีววิทยาของเซลล์ที่สำคัญ. วิทยาศาสตร์พวงมาลัย.
- Fletcher, D. A. , & Mullins, R. D. (2010) กลศาสตร์ของเซลล์และโครงกระดูก. ธรรมชาติ, 463(7280), 485-492.
- Hall, A. (2009) โครงกระดูกและมะเร็ง. ความคิดเห็นโรคมะเร็งและการแพร่กระจาย, 28(1-2), 5-14.
- Moseley, J. B. (2013) มุมมองที่กว้างขึ้นของโครงกระดูกโครงกระดูกยูคาริโอต. อณูชีววิทยาของเซลล์, 24(11), 1615-1618.
- Müller-Esterl, W. (2008). ชีวเคมี ความรู้พื้นฐานด้านการแพทย์และวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต. ฉันกลับรายการ.
- Shih, Y. L. , & Rothfield, L. (2006) โครงร่างเซลล์แบคทีเรีย. รีวิวจุลชีววิทยาและอณูชีววิทยา, 70(3), 729-754.
- Silverthorn Dee, U. (2008) สรีรวิทยาของมนุษย์เป็นวิธีการแบบบูรณาการ. แพนอเมริกันเมดิคัล ฉบับที่ 4 Bs เป็น.
- Svitkina, T. (2009) การถ่ายภาพส่วนประกอบโครงร่างโครงร่างโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ใน ระเบียบวิธีและโครงร่างโครงร่าง Cytoskeleton (pp. 187 - 06) กด Humana.