اسکلت سلولی از یک شبکه متغیر پویا از سه رشته مختلف پروتئینی در سیتوپلاسم سلولها تشکیل شده است. آنها ساختار را فراهم می کنند ، استحکام، و تحرک ذاتی (تحرک) به سلول و نهادهای درون سلولی سازمانی مانند اندامک ها و وزیکول ها. در بعضی موارد ، رشته ها به شکل مژک یا تاژک از سلول خارج می شوند تا به تحرک سلول یا انتقال جهت اجسام خارجی کمک کنند.
اسکلت سلولی چیست؟
اسکلت سلولی سلولهای انسانی از سه کلاس متمایز از رشته های پروتئینی تشکیل شده است. ریز رشته ها (رشته های اکتین) به قطر 7 تا 8 نانومتر و عمدتا از اکتین تشکیل شده اند پروتئین ها، در خدمت ایجاد ثبات در شکل سلول خارجی و تحرک سلول به عنوان یک واحد کلی و همچنین ساختارهای داخل سلولی است. در سلولهای عضلانی ، رشته های اکتین انقباض عضلات را هماهنگ می کنند. رشته های میانی که حدود 10 نانومتر ضخامت دارند ، همچنین برای تأمین مکانیکی کار می کنند استحکام و ساختار آن به سلول است. آنها در تحرک سلول نقش ندارند. رشته های میانی از انواع مختلفی تشکیل شده است پروتئین ها و دیمرهای پروتئین هایی که با هم ترکیب می شوند و بسته های سیم پیچ مانند طناب مانند (تونوفیبریل) را تشکیل می دهند و ساختارهای بسیار مقاوم در برابر پارگی هستند. رشته های میانی را می توان بین خود به حداقل 6 نوع مختلف با وظایف مختلف تقسیم کرد. رشته های سوم دسته شامل لوله های ریز ، میکروتوبول هایی با قطر خارجی 25 نانومتر است. آنها از پلیمرهای دایمرهای توبولین تشکیل شده اند و عمدتاً مسئول انواع تحرکات داخل سلولی و تحرک خود سلول ها هستند. برای حمایت از تحرک ذاتی سلول ها ، میکروتوبول ها می توانند فرایندهای سلولی را به شکل مژک یا تاژک تشکیل دهند که از سلول خارج می شوند. شبکه های میکروتوبول ها معمولاً از مرکز تشکیل می شوند و تحت تغییرات بسیار پویایی قرار می گیرند.
آناتومی و ساختار
گروه های ریز رشته ها ، رشته های میانی (IF) و میکروتوبول ها (MT) را که هر سه به اسکلت سلولی اختصاص داده شده اند ، تقریباً در سیتوپلاسم و همچنین در هسته وجود دارند. عناصر اصلی سازنده ریز رشته های انسانی یا رشته های اکتین از 6 ایزوفرم اکتین تشکیل شده است پروتئین ها، هر یک فقط با چند تفاوت دارند اسیدهای آمینه. پروتئین اکتین مونومر (G-actin) نوکلئوتید ATP را متصل می کند و زنجیره های مولکولی طولانی از مونومرهای اکتین را تشکیل می دهد ، هر کدام یک فسفات گروهی ، دو تا از آنها با هم ترکیب می شوند و رشته های اکتین مارپیچ را تشکیل می دهند. رشته های اکتین در عضله صاف و مخطط ، در عضله قلب و رشته های اکتین غیر عضلانی هر یک تفاوت کمی با یکدیگر دارند. تجمع و تجزیه رشته های اکتین در معرض فرآیندهای بسیار پویا بوده و با نیازها سازگار می شوند. رشته های میانی از پروتئین های ساختاری مختلفی تشکیل شده و به کشش بالا می رسند استحکام در سطح مقطع حدود 8 تا 11 نانومتر. رشته های میانی به پنج دسته کراتین های اسیدی ، کراتین های پایه ، نوع دسمین ، رشته های عصبی و نوع لامین تقسیم می شوند. در حالی که کراتین ها در سلولهای اپیتلیال یافت می شوند ، رشته های نوع دسمین در سلولهای عضلانی صاف و مخطط و در سلولهای عضله قلب یافت می شوند. رشته های عصبی که تقریباً در همه سلول های عصبی وجود دارد ، از پروتئین هایی مانند اینترنکسین ، نستین ، NF-L ، NF-M و سایر ترکیبات تشکیل شده است. رشته های میانی نوع لامین در تمام هسته های غشای هسته ای در کاریوپلاسم وجود دارد.
عملکرد و نقش ها
عملکرد و وظایف اسکلت سلولی به هیچ وجه محدود به شکل ساختاری و پایداری سلول ها نیست. ریز رشته ها که عمدتا در ساختارهای مشبک بلافاصله در مجاورت غشای پلاسما قرار دارند ، شکل خارجی سلول ها را تثبیت می کنند. با این حال ، آنها همچنین برجستگی های غشایی مانند pseudopodia را تشکیل می دهند. پروتئین های حرکتی که ریز رشته های موجود در سلول های عضلانی از آن تشکیل شده اند ، موارد ضروری را فراهم می کنند انقباضات عضلات بیشترین اهمیت برای مقاومت مکانیکی سلول ها به رشته های میانی بسیار کششی مربوط می شود. علاوه بر این ، آنها تعدادی از توابع دیگر را نیز انجام می دهند. رشته های کراتینه سلول های اپیتلیال به طور غیر مستقیم از طریق دسموزوم ها به طور مکانیکی به یکدیگر متصل می شوند ، پوست استحکام دو بعدی ، ماتریس مانند. از طریق پروتئین های مرتبط با رشته (IFAP) ، IF ها با سایر گروه های مواد اسکلت سلولی متصل می شوند ، تبادل اطلاعات معینی و قدرت مکانیکی بافت مربوطه این منجر به ساختارهای منظم درون اسکلت سلولی می شود. آنزیم مانند کینازها و فسفاتازها مونتاژ سریع ، بازسازی و جداسازی قطعات از شبکه ها را تضمین می کنند. انواع مختلف رشته های عصبی باعث تثبیت بافت عصبی می شوند. لامین ها حلالیت را کنترل می کنند غشای سلولی در طول تقسیم سلول و بازسازی بعدی آن. میکروتوبول ها وظایفی مانند کنترل انتقال اندامک ها و وزیکول ها به داخل سلول و سازماندهی را بر عهده دارند کروموزوم در طول میتوز در سلولهایی که میکروتوبولها میکرولیلی ، مژک ، تاژک یا تاژک تشکیل می دهند ، MT نیز حرکتی را برای کل سلول ایجاد می کند و یا از بین بردن مخاط یا اجسام خارجی ، مانند نای و خارج کانال شنوایی.
بیماری
اختلالات در متابولیسم اسکلت سلولی می تواند ناشی از نقایص ژنتیکی یا سموم وارد شده از خارج باشد. یکی از شایع ترین بیماری های ارثی همراه با اختلال در سنتز پروتئین غشایی برای عضلات ، نوع دوشن است دیستروفی عضلانی. نقص ژنتیکی منجر به عدم تولید دیستروفین ، پروتئین ساختاری مورد نیاز در رشته های عضلانی عضله اسکلتی مخطط شده می شود. این بیماری در اوایل رخ می دهد کودکی با یک دوره مترقی. کراتین های جهش یافته نیز می توانند رهبری به اثرات جدی ایکتیوز، به اصطلاح بیماری مقیاس ماهی ، منجر به هایپرکراتوز، عدم تعادل بین تولید و لایه برداری از پوسته پوسته، به دلیل یک یا چند نقص ژنتیکی در کروموزوم 12. ایکتیوز شایعترین ، ارثی ، بیماری است پوست و نیاز به فشرده دارد درمان، که با این حال ، فقط می تواند علائم را کاهش دهد. نقص ژنتیکی دیگر ، که رهبری به اختلال در متابولیسم رشته های عصبی ، به عنوان مثال ، اسکلروز جانبی جانبی amyotrophic (ALS) برخی از مایكوتوكسین های شناخته شده (سموم قارچی) مانند كپك ها و آگاریك های مگس ، متابولیسم رشته اكتین را مختل می كنند. کلشی سین ، سم موجود در کروکوس پاییزی، و تاکسول ، که از درختان سرخدار استخراج می شود ، به طور خاص برای تومور استفاده می شود درمان. آنها با متابولیسم میکروتوبول تداخل می کنند.
