Poświęcając publikację ponownie tematom biologicznym, porozmawiajmy o jednym z najważniejszych w niej - cytoszkielecie (z greckiego "cytos", co oznacza "komórka"). Zastanowimy się również nad budową i funkcjami cytoszkieletu.
Koncepcja ogólna
Zanim zaczniemy mówić na ten temat, należy podać pojęcie cytoplazmy. Jest to wewnętrzne półpłynne środowisko komórki, które jest ograniczone błoną cytoplazmatyczną. To środowisko wewnętrzne nie obejmuje jądra i wakuoli komórki.
Cytoszkielet jest szkieletem komórki, który znajduje się w cytoplazmie komórki. Występuje w komórkach eukariotycznych (żywych organizmach zawierających jądro w komórkach). Jest dynamiczną strukturą, która może się zmieniać.
W niektórych źródłach, biorąc pod uwagę budowę i funkcje cytoszkieletu, podaje się nieco inną definicję, sformułowaną innymi słowami. Jest to układ mięśniowo-szkieletowy komórek, który tworzą białkowe struktury nitkowate. Uczestniczy w ruchu komórek.
Budynek
Rozważmy strukturę tej struktury, wtedy dowiemy się jakie funkcje pełni cytoszkielet.
Cytoszkielet powstał z białek. W swojej strukturze wyróżnia się kilka systemów, których nazwa pochodzi od głównych elementów strukturalnych lub od głównych białek tworzących te systemy.
Ponieważ cytoszkielet jest strukturą, składa się z trzech głównych elementów. Odgrywają ważną rolę w życiu i ruchu komórek.
Cytoszkielet składa się z mikrotubul, włókien pośrednich i mikrowłókien. Te ostatnie są inaczej nazywane włóknami aktynowymi. Wszystkie są z natury niestabilne: są stale składane i demontowane. W ten sposób wszystkie składniki mają dynamiczną równowagę z odpowiadającymi im białkami.
Mikrotubule cytoszkieletu, które są sztywną strukturą, są obecne w cytoplazmie eukariontów, a także w jej wyrostkach, zwanych wiciami i rzęskami. Ich długość może być różna, niektóre osiągają długość kilku mikrometrów. Czasami mikrotubule łączy się za pomocą uchwytów lub mostków.
Mikrofilamenty składają się z aktyny, białka podobnego do tego, które znajduje się w mięśniach. W swojej strukturze w niewielkich ilościach znajdują się inne białka. Główna różnica między włóknami aktynowymi a mikrotubulami polega na tym, że niektórych z nich nie można zobaczyć pod mikroskopem świetlnym. W komórkach zwierzęcych są one połączone w splot pod błoną i tym samym są związane z jej białkami.
Mikrofilamenty komórek zwierzęcych i roślinnych oddziałują również z białkiem miozyną. Jednocześnie ich system ma zdolność do redukcji.
Włókna pośrednieskładają się z różnych białek. Ten składnik strukturalny nie został dostatecznie zbadany. Prawdopodobnie rośliny w ogóle go nie mają. Niektórzy naukowcy uważają również, że włókna pośrednie są dodatkiem do mikrotubul. Zostało dokładnie udowodnione, że gdy system mikrotubul ulega zniszczeniu, włókna ulegają przegrupowaniu, a przy odwrotnej procedurze wpływ włókienek praktycznie nie wpływa na mikrotubule.
Funkcje
Mówiąc o strukturze i funkcjach cytoszkieletu, wymieńmy jego wpływ na komórkę.
Dzięki mikrofilamentom białka poruszają się wzdłuż błony cytoplazmatycznej. Zawarta w nich aktyna bierze udział w skurczach mięśni, fagocytozie, ruchach komórek, a także w procesie fuzji plemników i komórek jajowych.
Mikrotubule aktywnie uczestniczą w utrzymaniu kształtu komórki. Kolejną funkcją jest transport. Niosą organelle. Mogą wykonywać pracę mechaniczną, która obejmuje poruszanie mitochondriów i rzęsek. Szczególnie ważną rolę odgrywają mikrotubule w procesie podziału komórek.
Mają na celu stworzenie lub utrzymanie pewnej asymetrii komórkowej. Pod pewnym wpływem mikrotubule ulegają zniszczeniu. Może to prowadzić do utraty tej asymetrii.
Funkcje cytoszkieletu obejmują również adaptację komórek do wpływów zewnętrznych, procesy endo- i egzocytozy.
W związku z tym zastanawialiśmy się, jakie funkcje pełni cytoszkielet w żywym organizmie.
Eukariota
Między eukariontami aprokariota istnieje wyraźna różnica. Dlatego ważne jest, aby wziąć pod uwagę cytoszkielet tych zwierząt. Eukarionty (zwierzęta posiadające jądro w komórce) mają trzy rodzaje włókien.
Filamenty aktynowe (innymi słowy mikrofilamenty) znajdują się w błonie komórkowej. Biorą udział w interakcjach międzykomórkowych, a także przekazują sygnały.
Włókna pośrednie są najmniej dynamiczną częścią cytoszkieletu.
Mikrotubule są pustymi cylindrami, są bardzo dynamiczną strukturą.
Prokariota
Prokariota to organizmy jednokomórkowe - bakterie i archeony, które nie mają uformowanego jądra. Uważano, że prokariota nie mają cytoszkieletu. Ale od 2001 roku rozpoczęły się aktywne badania nad ich komórkami. Znaleziono homologi (podobne, podobne) wszystkich elementów cytoszkieletu eukariotycznego.
Naukowcy odkryli, że jedna z grup białek szkieletu komórki bakteryjnej nie ma analogów wśród eukariontów.
Wniosek
W ten sposób zbadaliśmy strukturę i funkcje cytoszkieletu. Odgrywa niezwykle ważną rolę w życiu komórki, zapewniając jej najważniejsze procesy.
Wszystkie składniki cytoszkieletu oddziałują wzajemnie. Potwierdza to istnienie bezpośrednich kontaktów między mikrofilamentami, włóknami pośrednimi i mikrotubulami.
Według współczesnych koncepcji cytoszkielet jest najważniejszym ogniwem łączącym różne części komórkowe i zapewniającym transmisję danych.
