세포 골격의 특징, 기능, 구조 및 구성 요소



그 세포 뼈대 이것은 필라멘트로 구성된 세포 구조입니다. 그것은 세포질을 통해 분산되며 구조와 세포 형태를 유지하기 위해 그 기능은 주로 지원됩니다. 구조적으로 그것은 크기에 따라 분류 된 3 가지 유형의 섬유로 구성됩니다.

이들은 액틴 섬유, 중간 필라멘트 및 미세 소관입니다. 각각은 네트워크에 특정 속성을 부여합니다. 세포 내부는 물질의 이동과 이동이 일어나는 환경입니다. 세포 골격은 이러한 세포 내 운동을 중재한다..

예를 들어, 미토콘드리아 또는 골지기와 같은 세포 기관은 세포 환경에 고정적입니다. 그들은 방법으로 세포 뼈대를 사용하여 움직입니다..

세포 골격이 진핵 생물에서 분명히 우세하지만 원핵 생물에서 유사한 구조가보고되었다.

색인

  • 1 일반적인 특성
  • 2 함수
    • 2.1 모양
    • 2.2 운동과 세포 접합점
  • 3 구조 및 구성 요소
    • 3.1 액틴 필라멘트
    • 3.2 중간 필라멘트
    • 3.3 미세 소관
  • 세포 뼈대의 다른 함축
    • 4.1 박테리아에서
    • 4.2 암에서
  • 5 참고

일반적인 특성

cytoskeleton은 "분자 발판"을 나타내는 극도로 역동적 인 구조입니다. 그것을 구성하는 세 가지 유형의 필라멘트는 이러한 기본 단위가 결합되는 방식에 따라 아주 다른 구조를 형성 할 수있는 반복 단위입니다.

우리가 인간의 골격과 유추하기를 원한다면, 세포 골격은 골격계와 동등하며, 근육계와도 같습니다..

그러나 구성 요소가 조립되고 붕괴 될 수 있기 때문에 뼈와 동일하지 않습니다. 이는 뼈의 모양을 변화시키고 세포에 가소성을 부여합니다. 세포 골격의 성분은 세제에 용해되지 않습니다..

기능들

모양

이름에서 알 수 있듯이, 세포 골격의 "직관적 인"기능은 세포에 안정성과 형태를 제공하는 것입니다. 필라멘트가이 복잡한 네트워크에서 결합되면 세포는 변형에 저항하는 특성을 갖게됩니다.

이 구조가 없으면 셀은 특정 모양을 유지할 수 없습니다. 그러나 그것은 세포에 모양을 바꾸는 성질을 부여하는 역동적 인 구조 (인간의 골격과는 반대)입니다.

운동 및 세포 접합점

많은 세포 구성 요소가 세포질에 분산되어있는 섬유망과 연결되어 공간 배열에 기여합니다.

세포는 여러 요소가 떠 다니는 국물처럼 보이지 않습니다. 정적 엔티티도 아닙니다. 반대로, 특정 구역에 세포 소기관이있는 조직 매트릭스이며,이 과정은 세포 골격 덕분에 일어납니다.

세포 골격은 운동에 관여합니다. 이것은 운동 단백질 덕분에 발생합니다. 이 두 요소는 결합하여 셀 내에서 변위를 허용합니다..

그것은 또한 식균 작용 과정 (세포가 음식 일 수도 먹지 않을 수도있는 외부 환경으로부터의 입자를 포획하는 과정). 

세포 골격은 세포를 외부 환경과 물리적, 생화학 적으로 연결시켜줍니다. 이 커넥터 역할은 조직 및 세포 접합의 형성을 허용하는 것입니다.

구조 및 구성 요소

세포 골격은 세 가지 유형의 필라멘트로 구성됩니다 : 액틴, 중간 필라멘트 및 미세 소관.

현재 새로운 후보가 세포 뼈대의 넷째 가닥으로 제안된다 : septina. 다음은 각 부분에 대해 자세히 설명합니다.

액틴 필라멘트

액틴 필라멘트의 지름은 7 nm입니다. 그들은 마이크로 필라멘트라고도합니다. 필라멘트를 구성하는 단량체는 풍선 모양의 입자.

선형 구조 임에도 불구하고 "막대"모양이 아닙니다. 즉, 축에서 회전하고 프로펠러와 비슷합니다. 그것들은 그들의 행동 (조직, 위치, 길이)을 조절하는 일련의 특정 단백질과 관련이있다. 액틴과 상호 작용할 수있는 150 개 이상의 단백질이 있습니다..

극한은 차별화 될 수 있습니다. 하나는 플러스 (+)라고하고 다른 하나는 마이너스 (-)라고합니다. 이러한 극한 상황에서 필라멘트는 커지거나 짧아 질 수 있습니다. 중합은 극단적 인 경우 현저하게 빠릅니다. 중합이 일어나려면 ATP가 필요하다..

액틴은 또한 단량체 일 수 있으며 세포질에서 유리 될 수 있습니다. 이들 단량체는 중합을 방해하는 단백질에 결합한다.

액틴 필라멘트 기능

액틴 필라멘트는 세포 운동과 관련된 역할을합니다. 그들은 단세포 및 다세포 생물 (예 : 면역계의 세포)을 비롯한 다양한 세포 유형을 그들의 환경에서 이동하도록 허용합니다.

액틴은 근육 수축에있어 그 역할이 잘 알려져 있습니다. myosin과 함께 그들은 sarcomeres에 그룹화됩니다. 두 구조 모두이 ATP- 의존성 운동을 가능하게한다.

중급 필라멘트

이 필라멘트의 대략 직경은 10 μm입니다. 그러므로 이름 "중급". 그것의 지름은 세포 골격의 다른 두 구성 요소에 대해 중간이다..

각 필라멘트는 다음과 같이 구성됩니다 : N 터미널의 풍선 모양의 헤드와 터미널 탄소와 비슷한 모양의 꼬리. 이들 말단은 α 나선에 의해 형성된 선형 구조에 의해 서로 연결되어있다.

이 "로프"는 다른 중간 필라멘트로 감기는 특성을 갖는 구형 헤드를 가지며 더 두꺼운 인터레이스 된 요소를 만듭니다.

중간 필라멘트는 세포질 전반에 걸쳐 위치한다. 그들은 멤브레인까지 연장되며 종종 멤브레인에 부착됩니다. 이 필라멘트는 또한 핵에서 발견되어 "핵 시트 (nuclear sheet)"라고 불리는 구조를 형성합니다..

이 그룹은 중간 필라멘트 하위 그룹으로 분류됩니다.

- 케라틴 필라멘트.

- 비 멘틴 필라멘트.

- 신경 필라멘트.

- 핵 시트.

중간 필라멘트의 기능

그들은 매우 강하고 저항력이 강한 요소입니다. 사실, 다른 두 개의 필라멘트 (액틴 및 미세 소관)와 비교하면 중간 필라멘트의 안정성이 향상됩니다.

이 속성 덕분에 주요 기능은 기계적으로 세포의 변화에 ​​저항합니다. 그들은 일정한 기계적 스트레스를받는 세포 유형에서 풍부하게 발견됩니다. 예를 들어, 신경, 상피 및 근육 세포.

cytoskeleton의 다른 두 가지 구성 요소와는 달리, 중간 필라멘트는 조립할 수없고 그들의 극단에 배치 할 수 없습니다.

그들은 엄격한 구조 (기능을 수행 할 수 있어야합니다 : 세포지지와 스트레스에 대한 기계적 반응)이며 필라멘트의 조립은 인산화 의존적 과정입니다.

중간 필라멘트는 데스 모좀이라고 불리는 구조물을 형성합니다. 일련의 단백질 (cadherins)과 함께, 이들 복합체는 세포들 사이의 결합을 형성하여 생성됩니다.

미세 소관

미세 소관은 중공 요소입니다. 그들은 세포 골격을 구성하는 가장 큰 필라멘트입니다. 그것의 내부 부분에있는 microtubules의 직경은 약 25 nm입니다. 길이는 200 nm에서 25 μm의 범위 내에서 매우 다양합니다..

이 필라멘트는 모든 진핵 세포에서 필수적입니다. 그들은 중심체 (centrosomes)라고 불리는 작은 구조체에서 출현 (또는 태어난다)하며, 세포 환경의 전역에 걸쳐 존재하는 중간 필라멘트와 달리 세포의 가장자리까지 확장됩니다.

Microtubules은 tubulins라고하는 단백질로 구성됩니다. 투 불린 (tubulin)은 α- 튜 불린과 β- 튜 불린이라는 두 개의 소단위로 구성된 이량 체입니다. 이 두 단량체는 비공유 결합.

가장 관련성이 높은 특성 중 하나는 성장하고 단축시킬 수있는 능력이며, 액틴 필라멘트와 같이 매우 동적 인 구조입니다.

미세 소관의 두 끝은 서로 구별 될 수 있습니다. 따라서 이러한 필라멘트에는 "극성"이 있다고합니다. 더 긍정적이고 덜 부정적이라고 불리는 쪽에서는 자기 조립 과정이 일어난다..

필라멘트의 조립 및 분해 과정은 "동적 인 불안정성"현상을 일으킨다..

미세 관 기능

미세 소관은 매우 다양한 구조를 형성 할 수 있습니다. 그들은 세포 분열 과정에 참여하여 유사 분열 스핀을 형성합니다. 이 과정을 통해 각 딸 세포는 동일한 수의 염색체를 갖습니다..

그들은 또한 섬모와 편모와 같은 세포 이동성에 사용되는 채찍 모양의 부속물을 형성합니다.

미세 소관은 전달 기능을 가진 다른 단백질이 이동하는 통로 또는 "도로"역할을합니다. 이 단백질은 두 종류로 분류됩니다 : kinesins과 dyneins. 그들은 세포 내에서 장거리를 여행 할 수 있습니다. 짧은 거리에서의 수송은 보통 액틴에서 이루어집니다..

이 단백질은 미세 소관에 의해 형성된 도로의 "보행자"입니다. 그것의 운동은 미세 소관에서의 굉장한 산보와 닮았다..

운송에는 소포와 같은 다양한 유형의 요소 또는 제품의 이동이 포함됩니다. 신경 세포에서 신경 전달 물질이 소포로 방출되기 때문에이 과정은 잘 알려져 있습니다..

미세 소관은 또한 세포 소기관의 동원에 참여한다. 특히, 골지체와 세포질 세망은 이들 필라멘트에 의존하여 적절한 위치를 차지합니다. 미세 소관이 없다면 (실험적으로 돌연변이 된 세포에서), 이들 세포 소기관은 그들의 위치를 ​​현저하게 변화시킨다.

cytoskeleton의 다른 의미

박테리아에서

이전 섹션에서 진핵 세포의 세포 뼈대가 설명되었습니다. 원핵 생물은 또한 유사한 구조를 가지며 전통적인 세포 골격을 구성하는 세 가지 섬유와 유사한 구성 요소를 가지고있다. 이 필라멘트에 우리는 박테리아에 속하는 우리 자신의 것을 추가합니다 : MinD-ParA 그룹.

박테리아의 세포 골격의 기능은 진핵 생물에서 수행하는 기능과 매우 유사합니다 :지지, 세포 분열, 세포 형태의 유지, 기타.

암의 경우

임상 적으로, 세포 골격의 구성 요소는 암과 연관되어 있습니다. 그들은 분열 과정에 개입하기 때문에 통제되지 않은 세포 발달을 이해하고 공격 할 수있는 "표적"으로 간주됩니다.

참고 문헌

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). 필수 세포 생물학. 갈랜드 과학.
  2. Fletcher, D. A., & Mullins, R. D. (2010). 세포 역학과 세포 골격. 자연, 463(7280), 485-492.
  3. Hall, A. (2009). 세포 골격과 암. 암 및 전이성 리뷰, 28(1-2), 5-14.
  4. Moseley, J. B. (2013). 진핵 세포 뼈대의 확장 된 모습. 세포의 분자 생물학, 24(11), 1615-1618.
  5. Müller-Esterl, W. (2008). 생화학 의학 및 생명 과학의 기초. 나는 뒤집었다..
  6. Shih, Y. L., & Rothfield, L. (2006). 세균성 세포 뼈대. 미생물학 및 분자 생물학 리뷰, 70(3), 729-754.
  7. Silverthorn Dee, U. (2008). 인간 생리학, 통합 된 접근법. 팬 아메리칸 메디컬 4 판. Bs As.
  8. Svitkina, T. (2009). 전자 현미경으로 영상 골격 구성 요소를 이미징. 있음 Cytoskeleton 방법 및 프로토콜 (187 ~ 06 쪽). Humana Press.