Karakteristik Sitoskeleton, Fungsi, Struktur dan Komponen



itu sitoskeleton Ini adalah struktur seluler yang terdiri dari filamen. Ini tersebar melalui sitoplasma dan fungsinya terutama mendukung, untuk mempertahankan arsitektur dan bentuk seluler. Secara struktural itu terdiri dari tiga jenis serat, diklasifikasikan menurut ukurannya.

Ini adalah serat aktin, filamen menengah dan mikrotubulus. Masing-masing memberikan properti spesifik ke jaringan. Interior seluler adalah lingkungan tempat perpindahan dan transit material terjadi. Sitoskeleton memediasi gerakan intraseluler ini.

Sebagai contoh, organel - seperti mitokondria atau peralatan Golgi - bersifat statis di lingkungan seluler; mereka bergerak menggunakan sitoskeleton sebagai cara.

Meskipun sitoskeleton jelas mendominasi pada organisme eukariotik, struktur analog telah dilaporkan pada prokariota.

Indeks

  • 1 Karakteristik umum
  • 2 fungsi
    • 2.1 Bentuk
    • 2.2 Pergerakan dan persimpangan sel
  • 3 Struktur dan komponen
    • 3.1 Filamen aktin
    • 3.2 filamen menengah
    • 3.3 Mikrotubulus
  • 4 Implikasi lain dari sitoskeleton
    • 4.1 Dalam bakteri
    • 4.2 Pada kanker
  • 5 Referensi

Karakteristik umum

Sitoskeleton adalah struktur yang sangat dinamis yang mewakili "perancah molekul". Tiga jenis filamen yang membentuknya adalah unit berulang yang dapat membentuk struktur yang sangat berbeda, tergantung pada cara menggabungkan unit-unit fundamental ini..

Jika kita ingin membuat analogi dengan kerangka manusia, sitoskeleton setara dengan sistem tulang dan, di samping itu, dengan sistem otot.

Namun, mereka tidak identik dengan tulang karena komponen dapat dirakit dan hancur, yang memungkinkan untuk perubahan bentuk dan memberikan plastisitas ke sel. Komponen sitoskeleton tidak larut dalam deterjen.

Fungsi

Bentuk

Seperti namanya, fungsi "intuitif" dari sitoskeleton adalah untuk memberikan stabilitas dan bentuk pada sel. Ketika filamen bergabung dalam jaringan yang rumit ini, ia memberi sel properti dari deformasi yang menolak.

Tanpa struktur ini, sel tidak akan mampu mempertahankan bentuk tertentu. Namun, itu adalah struktur dinamis (bertentangan dengan kerangka manusia) yang memberikan sel properti untuk berubah bentuk.

Pergerakan dan persimpangan sel

Banyak komponen seluler terkait dengan jaringan serat yang tersebar di sitoplasma ini, berkontribusi pada penataan ruang mereka..

Sebuah sel tidak terlihat seperti kaldu dengan berbagai elemen mengapung terpaut; juga bukan entitas statis. Sebaliknya, ini adalah matriks terorganisir dengan organel yang terletak di zona tertentu, dan proses ini terjadi berkat sitoskeleton.

Sitoskeleton terlibat dalam pergerakan. Ini terjadi berkat protein motorik. Dua elemen ini menggabungkan dan memungkinkan perpindahan di dalam sel.

Ini juga berpartisipasi dalam proses fagositosis (proses di mana sel menangkap partikel dari lingkungan eksternal, yang mungkin atau mungkin bukan makanan). 

Sitoskeleton memungkinkan untuk menghubungkan sel dengan lingkungan luarnya, secara fisik dan biokimia. Peran penghubung inilah yang memungkinkan pembentukan jaringan dan persimpangan sel.

Struktur dan komponen

Sitoskeleton terdiri dari tiga jenis filamen: aktin, filamen menengah dan mikrotubulus.

Saat ini kandidat baru diusulkan sebagai untaian keempat dari sitoskeleton: septina. Berikut ini menjelaskan masing-masing bagian ini secara rinci:

Filamen aktin

Filamen aktin memiliki diameter 7 nm. Mereka juga dikenal sebagai mikrofilamen. Monomer yang membentuk filamen adalah partikel berbentuk balon.

Meskipun mereka adalah struktur linear, mereka tidak memiliki bentuk "batang": mereka berputar pada porosnya dan menyerupai baling-baling. Mereka terkait dengan serangkaian protein spesifik yang mengatur perilaku mereka (organisasi, lokasi, panjang). Ada lebih dari 150 protein yang mampu berinteraksi dengan aktin.

Ekstrem dapat dibedakan; satu disebut plus (+) dan lainnya minus (-). Dengan ekstrem ini, filamen dapat tumbuh atau dipersingkat. Polimerisasi terasa lebih cepat pada paling ekstrim; untuk terjadinya polimerisasi, ATP diperlukan.

Aktin juga bisa menjadi monomer dan bebas dalam sitosol. Monomer ini terikat pada protein yang mencegah polimerisasi mereka.

Fungsi filamen aktin

Filamen aktin memiliki peran terkait dengan pergerakan sel. Mereka memungkinkan jenis sel yang berbeda, baik organisme uniseluler dan multiseluler (contohnya adalah sel-sel dari sistem kekebalan tubuh), untuk bergerak di lingkungan mereka..

Aktin terkenal dengan perannya dalam kontraksi otot. Bersama dengan myosin mereka dikelompokkan dalam sarkoma. Kedua struktur memungkinkan pergerakan yang bergantung pada ATP ini menjadi mungkin.

Filamen menengah

Perkiraan diameter filamen ini adalah 10 μm; maka nama "perantara". Diameternya menengah terhadap dua komponen sitoskeleton lainnya.

Setiap filamen disusun sebagai berikut: kepala berbentuk balon di terminal-N dan ekor dengan bentuk yang sama di terminal karbon. Ujung-ujung ini terhubung satu sama lain dengan struktur linear yang dibentuk oleh heliks alfa.

"Tali" ini memiliki kepala bundar yang memiliki sifat berkelok-kelok dengan filamen perantara lainnya, menciptakan elemen interlaced yang lebih tebal.

Filamen antara terletak di seluruh sitoplasma sel. Mereka meluas ke membran dan sering melekat padanya. Filamen ini juga ditemukan dalam nukleus, membentuk struktur yang disebut "lembaran nuklir".

Grup ini diklasifikasikan ke dalam subkelompok filamen menengah:

- Filamen keratin.

- Filamen vimentin.

- Neurofilamen.

- Lembar nuklir.

Fungsi filamen menengah

Mereka adalah elemen yang sangat kuat dan tahan. Faktanya, jika kita membandingkannya dengan dua filamen lainnya (aktin dan mikrotubulus), filamen menengah memperoleh stabilitas..

Berkat properti ini, fungsi utamanya adalah mekanis, menolak perubahan seluler. Mereka banyak ditemukan dalam tipe sel yang mengalami tekanan mekanis konstan; misalnya, dalam sel-sel saraf, epitel dan otot.

Berbeda dengan dua komponen sitoskeleton lainnya, filamen menengah tidak dapat dirakit dan dibuang di ujung kutubnya.

Mereka adalah struktur kaku (untuk dapat memenuhi fungsinya: dukungan seluler dan respons mekanis terhadap stres) dan perakitan filamen adalah proses yang bergantung pada fosforilasi.

Filamen menengah membentuk struktur yang disebut desmosom. Bersama dengan serangkaian protein (cadherin), kompleks ini dibuat yang membentuk ikatan antar sel.

Mikrotubulus

Mikrotubulus adalah elemen berongga. Mereka adalah filamen terbesar yang membentuk sitoskeleton. Diameter mikrotubulus di bagian dalamnya sekitar 25 nm. Panjangnya cukup bervariasi, dalam kisaran 200 nm hingga 25 μm.

Filamen ini sangat diperlukan dalam semua sel eukariotik. Mereka muncul (atau dilahirkan) dari struktur kecil yang disebut centrosom, dan dari sana meluas ke tepi sel, berbeda dengan filamen menengah, yang meluas ke seluruh lingkungan seluler.

Mikrotubulus dibentuk oleh protein yang disebut tubulin. Tubulin adalah dimer yang dibentuk oleh dua subunit: α-tubulin dan β-tubulin. Kedua monomer ini terikat oleh ikatan non-kovalen.

Salah satu karakteristik yang paling relevan adalah kemampuan untuk tumbuh dan mempersingkat, menjadi struktur yang cukup dinamis, seperti pada filamen aktin.

Dua ujung mikrotubulus dapat dibedakan satu sama lain. Karena itu dikatakan bahwa dalam filamen ini ada "polaritas". Pada setiap akhir yang disebut lebih positif dan kurang atau negatif-proses perakitan diri terjadi.

Proses perakitan dan degradasi filamen ini memunculkan fenomena "ketidakstabilan dinamis".

Fungsi mikrotubulus

Mikrotubulus dapat membentuk struktur yang sangat beragam. Mereka berpartisipasi dalam proses pembelahan sel, membentuk gelendong mitosis. Proses ini membantu setiap sel anak memiliki jumlah kromosom yang sama.

Mereka juga membentuk pelengkap seperti cambuk yang digunakan untuk mobilitas sel, seperti silia dan flagela.

Mikrotubulus berfungsi sebagai jalur atau "jalan" di mana protein berbeda yang memiliki fungsi transportasi bergerak. Protein-protein ini diklasifikasikan ke dalam dua keluarga: kinesin dan dynein. Mereka dapat melakukan perjalanan jarak jauh di dalam sel. Transportasi jarak pendek biasanya dilakukan dengan aktin.

Protein ini adalah "pejalan kaki" jalan yang dibentuk oleh mikrotubulus. Gerakannya sangat mirip dengan berjalan di mikrotubulus.

Transportasi melibatkan pergerakan berbagai jenis elemen atau produk, seperti vesikel. Dalam sel-sel saraf proses ini dikenal karena neurotransmitter dilepaskan ke vesikel.

Mikrotubulus juga berpartisipasi dalam mobilisasi organel. Khususnya, peralatan Golgi dan retikulum endosplasmik bergantung pada filamen ini untuk mengambil posisi yang tepat. Dengan tidak adanya mikrotubulus (dalam sel bermutasi secara eksperimental), organel-organel ini secara nyata mengubah posisi mereka.

Implikasi lain dari sitoskeleton

Pada bakteri

Pada bagian sebelumnya sitoskeleton eukariota dijelaskan. Prokariota juga memiliki struktur yang mirip dan memiliki komponen yang analog dengan tiga serat yang membentuk sitoskeleton tradisional. Pada filamen-filamen ini kami menambahkan salah satu dari bakteri milik kami sendiri: kelompok MinD-ParA.

Fungsi sitoskeleton pada bakteri sangat mirip dengan fungsi yang mereka penuhi dalam eukariota: dukungan, pembelahan sel, pemeliharaan bentuk sel, antara lain.

Pada kanker

Secara klinis, komponen sitoskeleton telah dikaitkan dengan kanker. Karena mereka ikut campur dalam proses pembelahan, mereka dianggap "target" untuk dapat memahami dan menyerang perkembangan sel yang tidak terkendali..

Referensi

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Biologi sel esensial. Ilmu Garland.
  2. Fletcher, D. A., & Mullins, R. D. (2010). Mekanika sel dan sitoskeleton. Alam, 463(7280), 485-492.
  3. Hall, A. (2009). Sitoskeleton dan kanker. Ulasan Kanker dan Metastasis, 28(1-2), 5-14.
  4. Moseley, J. B. (2013). Pandangan yang diperluas dari sitoskeleton eukariotik. Biologi molekuler sel, 24(11), 1615-1618.
  5. Müller-Esterl, W. (2008). Biokimia Dasar-dasar untuk ilmu kedokteran dan kehidupan. Saya terbalik.
  6. Shih, Y. L., & Rothfield, L. (2006). Sitoskeleton bakteri. Ulasan Mikrobiologi dan Biologi Molekuler, 70(3), 729-754.
  7. Silverthorn Dee, U. (2008). Fisiologi manusia, pendekatan terpadu. Pan American Medical Edisi ke-4. Bs As.
  8. Svitkina, T. (2009). Pencitraan komponen sitoskeleton dengan mikroskop elektron. Masuk Metode dan Protokol Sitoskeleton (hlm. 187-6). Humana Press.