Ang cytoskeleton ay binubuo ng isang dynamically variable network ng tatlong magkakaibang mga filament ng protina sa cytoplasm ng mga cells. Nagbibigay ang mga ito ng istraktura, lakas, at intrinsic na kadaliang kumilos (paggalaw) sa cell at sa mga organisasyong intracellular na entity tulad ng organelles at vesicle. Sa ilang mga kaso, ang mga filament ay naglalabas ng cell sa anyo ng cilia o flagella upang makatulong sa paggalaw ng cell o sa direksyong pagdadala ng mga banyagang katawan.
Ano ang cytoskeleton?
Ang cytoskeleton ng mga cell ng tao ay binubuo ng tatlong magkakaibang klase ng mga filament ng protina. Mga microfilament (aktin filament), 7 hanggang 8 nanometro ang lapad at binubuo pangunahin ng actin proteins, maglingkod upang patatagin ang panlabas na hugis ng cell at paggalaw ng cell bilang isang pangkalahatang yunit pati na rin ang mga istrakturang intracellular. Sa mga cell ng kalamnan, pinapagana ng mga aktibong filament ang koordinadong pag-ikli ng mga kalamnan. Ang mga intermediate filament, na halos 10 nanometers ang kapal, ay nagsisilbi ring magbigay ng mekanikal lakas at istraktura sa cell. Hindi sila kasangkot sa paggalaw ng cell. Ang mga gitnang filament ay binubuo ng iba't ibang proteins at dimers ng mga protina na nagsasama upang makabuo ng mga lubid na tulad ng mga coiled bundle (tonofibril) at labis na lumalaban sa luha na mga istraktura. Ang mga gitnang filament ay maaaring nahahati sa kanilang mga sarili sa hindi bababa sa 6 na magkakaibang uri na may iba't ibang mga gawain. Ang pangatlong klase ng mga filament ay binubuo ng maliliit na tubo, microtubules na may panlabas na diameter na 25 nanometers. Ang mga ito ay binubuo ng mga polymer ng tubulin dimers at pangunahing responsable para sa lahat ng mga uri ng paggalaw ng intracellular at para sa paggalaw ng mga cell mismo. Upang suportahan ang tunay na paggalaw ng mga cell, ang microtubules ay maaaring bumuo ng mga proseso ng cell sa anyo ng cilia o flagella na umaabot mula sa cell. Ang meshwork ng microtubules ay karaniwang naayos mula sa centromere at napapailalim sa labis na pabago-bagong pagbabago.
Anatomy at istraktura
Ang mga microfilament ng mga pangkat ng sangkap, intermediate filament (IF), at microtubules (MT), na tatlo sa mga ito ay naatasan sa cytoskeleton, ay halos nasa lahat ng dako sa loob ng cytoplasm at nasa loob din ng nucleus. Ang pangunahing mga bloke ng gusali ng mga microfilament ng tao o mga filament ng actin ay binubuo ng 6 isoform actin proteins, bawat isa ay naiiba lamang sa iilan amino acids. Ang monomeric actin protein (G-actin) ay nagbubuklod sa nucleotide ATP at bumubuo ng mahabang mga kadena ng molekula ng mga actin monomer, bawat isa ay aalis pospeyt pangkat, dalawa sa mga ito ay nagsasama upang bumuo ng mga helical actin filament. Ang mga aktibong filament sa makinis at striated na kalamnan, sa kalamnan ng puso at mga non-muscular actin filament na magkakaiba-iba sa bawat isa. Ang pagbuo at pagkasira ng mga aktibong filament ay napapailalim sa napaka-pabago-bagong proseso at umangkop sa mga kinakailangan. Ang mga intermediate filament ay binubuo ng iba't ibang mga protina sa istruktura at nakakamit ng mataas na makunat lakas sa isang cross-seksyon ng tungkol sa 8 hanggang 11 nanometers. Ang mga gitnang filament ay nahahati sa limang klase: acidic keratins, pangunahing keratins, desmin-type, neurofilament at lamin-type. Habang ang keratins ay matatagpuan sa mga epithelial cell, ang mga desmin-type filament ay matatagpuan sa makinis at striated na mga cell ng kalamnan at sa mga cell ng kalamnan ng puso. Ang mga Neurofilament, naroroon sa halos lahat ng mga neuron, ay binubuo ng mga protina tulad ng internexin, Nestin, NF-L, NF-M, at iba pa. Ang mga uri ng filament na uri ng lamin ay matatagpuan sa lahat ng mga nuclei sa loob ng nuklear na lamad sa karyoplasm.
Pag-andar at tungkulin
Ang pag-andar at gawain ng cytoskeleton ay hindi limitado sa hugis ng istruktura at katatagan ng mga cell. Ang mga microfilament, na matatagpuan higit sa lahat sa mga istrukturang reticular na kaagad na katabi ng lamad ng plasma, ay nagpapatatag ng panlabas na hugis ng mga cell. Gayunpaman, bumubuo rin sila ng mga protrusion ng lamad tulad ng pseudopodia. Ang mga protina ng motor, kung saan binubuo ang mga microfilament sa mga cell ng kalamnan, ay kinakailangan contraction ng kalamnan. Ang pinakadakilang kahalagahan para sa lakas na mekanikal ng mga cell ay naka-nakakabit sa napaka-makunat na mga filament na tagatayo. Bilang karagdagan, nagsasagawa sila ng maraming iba pang mga pagpapaandar. Ang mga keratin filament ng epithelial cells ay hindi direktang nakakonekta sa mekanikal sa bawat isa sa pamamagitan ng mga desmosome, na binibigyan ang balat tisyu ng isang dalawang-dimensional, tulad ng matrix, lakas. Via intermediate filament-associate protein (IFAPs), ang IFs ay konektado sa iba pang mga pangkat ng mga sangkap ng cytoskeleton, nagbibigay para sa isang tiyak na pagpapalitan ng impormasyon at para sa lakas na mekanikal ng kaukulang tisyu. Nagreresulta ito sa mga nakaayos na istraktura sa loob ng cytoskeleton. Enzymes tulad ng kinase at phosphatases ay tinitiyak ang mabilis na pagpupulong, pagbabago ng pagbabago at pag-disassemble ng mga network. Ang iba't ibang mga uri ng neurofilament ay nagpapatatag sa tisyu ng nerbiyos. Kinokontrol ng mga lamin ang paglusaw ng lamad ng cell sa panahon ng paghahati ng cell at kasunod na muling pagtatayo. Ang Microtubules ay responsable para sa mga gawain tulad ng pagkontrol sa pagdadala ng mga organelles at vesicle sa loob ng cell at pag-aayos chromosomes sa panahon ng mitosis. Sa mga cell kung saan bumubuo ang microtubules ng microvilli, cilia, flagella, o flagella, ang MTs ay nagbibigay din ng paggalaw para sa buong cell o hawakan ang pagtanggal ng uhog o mga banyagang katawan, tulad ng sa trachea at panlabas pandinig kanal.
Karamdaman
Ang mga karamdaman sa metabolismo ng cytoskeleton ay maaaring magresulta alinman sa mga depekto ng genetiko o mula sa mga lason na ipinakilala mula sa labas. Ang isa sa mga pinaka-karaniwang minanang sakit na nauugnay sa isang karamdaman sa pagbubuo ng isang protina ng lamad para sa mga kalamnan ay uri ng Duchenne muscular dystrophy. Ang isang depekto sa genetiko ay nagreresulta sa kabiguang makagawa ng dystrophin, isang istrukturang protina na kinakailangan sa mga hibla ng kalamnan ng striated na kalamnan ng kalansay. Ang sakit ay nangyayari nang maaga pagkabata may progresibong kurso. Puwede ring mutated keratins mamuno sa malubhang epekto. Ichthyosis, ang tinaguriang sakit sa scale ng isda, ay nagreresulta sa hyperkeratosis, isang kawalan ng timbang sa pagitan ng produksyon at pagtuklap ng kaliskis ng balat, dahil sa isa o higit pang mga genetic defect sa chromosome 12. Ichthyosis ay ang pinaka-karaniwang, namamana, sakit ng balat at nangangailangan ng masinsinan terapewtika, kung saan, gayunpaman, maaari lamang mapagaan ang mga sintomas. Iba pang mga depekto sa genetiko, kung saan mamuno sa isang kaguluhan ng metabolismo ng mga neurofilament, sanhi, halimbawa, amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Ang ilang mga kilalang mycotoxins (fungal toxins) tulad ng mga mula sa mga hulma at mga fly agarics ay nakakagambala sa aktibong filament na metabolismo. Colchicines, ang lason ng taglagas crocus, at taxol, na nakuha mula sa mga puno ng yew, partikular na ginagamit para sa tumor terapewtika. Nakagambala sila sa microtubule metabolism.
