De cytoskelet het is een cellulaire structuur die is samengesteld uit filamenten. Het wordt door het cytoplasma verspreid en zijn functie is voornamelijk ondersteunend, om de architectuur en celvorm te behouden. Structureel is het samengesteld uit drie soorten vezels, ingedeeld op basis van hun grootte.
Dit zijn actinevezels, tussenliggende filamenten en microtubuli. Elk kent een specifieke eigenschap toe aan het netwerk. Het celinterieur is een omgeving waar verplaatsing en doorvoer van materialen plaatsvindt. Het cytoskelet bemiddelt deze intracellulaire bewegingen.
Organellen - zoals mitochondriën of het Golgi-apparaat - zijn bijvoorbeeld statisch in de cellulaire omgeving; deze bewegen zich met het cytoskelet als pad.
Hoewel het cytoskelet duidelijk overheerst in eukaryote organismen, is een analoge structuur gerapporteerd in prokaryoten..
Artikel index
Het cytoskelet is een extreem dynamische structuur die een "moleculaire scaffold" vertegenwoordigt. De drie soorten filamenten waaruit het bestaat, zijn repetitieve eenheden die zeer verschillende structuren kunnen vormen, afhankelijk van de manier waarop deze fundamentele eenheden worden gecombineerd..
Als we een analogie willen creëren met het menselijk skelet, is het cytoskelet equivalent aan het botstelsel en daarnaast aan het spierstelsel.
Ze zijn echter niet identiek aan een bot, omdat de componenten kunnen worden geassembleerd en gedesintegreerd, waardoor vormveranderingen mogelijk zijn en de cel plasticiteit krijgt. Cytoskeletcomponenten zijn niet oplosbaar in detergentia.
Zoals de naam al aangeeft, is de "intuïtieve" functie van het cytoskelet om de cel stabiliteit en vorm te geven. Wanneer de filamenten worden gecombineerd in dit ingewikkelde netwerk, geeft dit de cel de eigenschap om weerstand te bieden aan vervorming.
Zonder deze structuur zou de cel geen specifieke vorm kunnen behouden. Het is echter een dynamische structuur (in tegenstelling tot het menselijk skelet) die cellen de eigenschap geeft van vorm te veranderen.
Veel van de cellulaire componenten zijn gehecht aan dit netwerk van vezels verspreid in het cytoplasma, wat bijdraagt aan hun ruimtelijke ordening..
Een cel ziet er niet uit als een soep met verschillende elementen die op drift drijven; het is ook geen statische entiteit. Integendeel, het is een georganiseerde matrix met de organellen in specifieke gebieden, en dit proces vindt plaats dankzij het cytoskelet.
Het cytoskelet is betrokken bij beweging. Dit gebeurt dankzij motoreiwitten. Deze twee elementen combineren en laten bewegingen binnen de cel toe.
Het neemt ook deel aan het proces van fagocytose (een proces waarbij een cel een deeltje vangt uit de externe omgeving, dat al dan niet voedsel kan zijn).
Door het cytoskelet kan de cel verbinding maken met zijn externe omgeving, fysiek en biochemisch. Deze verbindingsrol is wat de vorming van weefsels en celovergangen mogelijk maakt..
Het cytoskelet bestaat uit drie verschillende soorten filamenten: actine, intermediaire filamenten en microtubuli..
Een nieuwe kandidaat wordt momenteel voorgesteld als een vierde streng van de cytoskele: septine. Elk van deze onderdelen wordt hieronder in detail beschreven:
Actinefilamenten hebben een diameter van 7 nm. Ze worden ook wel microfilamenten genoemd. De monomeren waaruit de filamenten bestaan, zijn ballonvormige deeltjes.
Hoewel het lineaire structuren zijn, hebben ze niet de vorm van een "staaf": ze roteren om hun as en lijken op een helix. Ze zijn gehecht aan een reeks specifieke eiwitten die hun gedrag reguleren (organisatie, locatie, lengte). Er zijn meer dan 150 eiwitten die kunnen interageren met actine.
De extremen zijn te onderscheiden; de ene heet plus (+) en de andere min (-). Aan deze uiteinden kan het filament groeien of inkorten. Polymerisatie is merkbaar sneller bij het meest extreme; om polymerisatie te laten plaatsvinden, is ATP vereist.
Actine kan ook als monomeer zijn en vrij in het cytosol. Deze monomeren zijn gebonden aan eiwitten die hun polymerisatie verhinderen.
Actinefilamenten hebben een rol die verband houdt met celbeweging. Ze laten verschillende celtypen, zowel eencellige als meercellige organismen (een voorbeeld zijn de cellen van het immuunsysteem), in hun omgeving bewegen.
Actine staat bekend om zijn rol bij spiercontractie. Samen met myosine groeperen ze zich in sarcomeren. Beide structuren maken een dergelijke ATP-afhankelijke beweging mogelijk..
De diameter van deze filamenten is bij benadering 10 µm; vandaar de naam "tussenproduct". De diameter is tussenliggend ten opzichte van de andere twee componenten van het cytoskelet.
Elk filament is als volgt gestructureerd: een ballonvormige kop aan de N-terminal en een soortgelijk gevormde staart aan de koolstof-terminal. Deze uiteinden zijn met elkaar verbonden door een lineaire structuur die bestaat uit alfa-helices..
Deze "snaren" hebben bolvormige koppen die de eigenschap hebben om op te winden met andere tussenliggende filamenten, waardoor dikkere verweven elementen ontstaan..
Tussenliggende filamenten bevinden zich door het cytoplasma van de cel. Ze strekken zich uit tot aan het membraan en zijn er vaak aan vastgemaakt. Deze filamenten worden ook in de kern aangetroffen en vormen een structuur die de "nucleaire lamina" wordt genoemd..
Deze groep wordt op zijn beurt ingedeeld in subgroepen van tussenliggende filamenten:
- Keratine-filamenten.
- Vimentin-filamenten.
- Neurofilamenten.
- Nucleaire folies.
Het zijn extreem sterke en resistente elementen. In feite, als we ze vergelijken met de andere twee filamenten (actine en microtubuli), winnen de tussenliggende filamenten aan stabiliteit..
Dankzij deze eigenschap is de belangrijkste functie ervan mechanisch, weerstand bieden aan cellulaire veranderingen. Ze worden overvloedig aangetroffen in celtypen die constant mechanisch worden belast; bijvoorbeeld in zenuw-, epitheel- en spiercellen.
In tegenstelling tot de andere twee componenten van het cytoskelet, kunnen de tussenliggende filamenten niet worden geassembleerd en losgemaakt aan hun polaire uiteinden..
Het zijn starre structuren (om hun functie te kunnen vervullen: de cellulaire ondersteuning en mechanische reactie op spanning) en de montage van de filamenten is een proces dat afhankelijk is van fosforylering..
De tussenliggende filamenten vormen structuren die desmosomen worden genoemd. Samen met een reeks eiwitten (cadherines) ontstaan deze complexen die de knooppunten tussen cellen vormen.
Microtubuli zijn holle elementen. Het zijn de grootste filamenten waaruit het cytoskelet bestaat. De diameter van de microtubuli in het inwendige deel is ongeveer 25 nm. De lengte is nogal variabel, binnen het bereik van 200 nm tot 25 µm.
Deze filamenten zijn onmisbaar in alle eukaryote cellen. Ze komen tevoorschijn (of worden geboren) uit kleine structuren die centrosomen worden genoemd, en van daaruit strekken ze zich uit tot de randen van de cel, in tegenstelling tot de tussenliggende filamenten, die zich door de cellulaire omgeving uitstrekken..
Microtubuli bestaan uit eiwitten die tubulines worden genoemd. Tubuline is een dimeer dat bestaat uit twee subeenheden: α-tubuline en β-tubuline. Deze twee monomeren zijn verbonden door niet-covalente bindingen.
Een van de meest relevante kenmerken is het vermogen om te groeien en in te korten, omdat het behoorlijk dynamische structuren zijn, zoals in actinefilamenten.
De twee uiteinden van de microtubuli kunnen van elkaar worden onderscheiden. Om deze reden wordt er gezegd dat er in deze filamenten een "polariteit" is. Bij elk van de extremen - plus p positief en min of negatief genoemd - vindt het proces van zelfassemblage plaats.
Dit proces van assemblage en degradatie van de gloeidraad leidt tot een fenomeen van "dynamische instabiliteit".
Microtubuli kunnen zeer diverse structuren vormen. Ze nemen deel aan de celdelingsprocessen en vormen de mitotische spoel. Dit proces helpt elke dochtercel een gelijk aantal chromosomen te hebben.
Ze vormen ook de zweepachtige aanhangsels die worden gebruikt voor celmobiliteit, zoals cilia en flagella..
Microtubuli dienen als routes of "snelwegen" waarin verschillende eiwitten met transportfuncties zich verplaatsen. Deze eiwitten worden ingedeeld in twee families: kinesinen en dyneïnen. Ze kunnen grote afstanden afleggen binnen de cel. Transport over korte afstanden wordt over het algemeen uitgevoerd op actine.
Deze eiwitten zijn de ‘voetgangers’ van de wegen met microtubuli. Zijn beweging lijkt sterk op een wandeling op de microtubule.
Transport omvat beweging van verschillende soorten elementen of producten, zoals blaasjes. In zenuwcellen is dit proces bekend omdat neurotransmitters in blaasjes vrijkomen..
Microtubuli nemen ook deel aan de mobilisatie van organellen. In het bijzonder zijn het Golgi-apparaat en het endosplasmische reticulum afhankelijk van deze filamenten om hun juiste positie in te nemen. Bij afwezigheid van microtubuli (in experimenteel gemuteerde cellen) veranderen deze organellen duidelijk van positie.
In de vorige paragrafen werd het cytoskelet van eukaryoten beschreven. Prokaryoten hebben ook een vergelijkbare structuur en hebben componenten die analoog zijn aan de drie vezels waaruit het traditionele cytoskelet bestaat. Aan deze filamenten wordt een van de eigen filamenten toegevoegd die tot bacteriën behoren: de MinD-ParA-groep.
De functies van het cytoskelet in bacteriën lijken sterk op de functies die ze vervullen in eukaryoten: onder meer ondersteuning, celdeling, behoud van celvorm..
Klinisch zijn componenten van het cytoskelet in verband gebracht met kanker. Omdat ze tussenkomen in de delingsprocessen, worden ze beschouwd als "doelwitten" om de ongecontroleerde celontwikkeling te begrijpen en aan te vallen.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.