Bộ xương tế bào bao gồm một mạng lưới biến đổi động của ba sợi protein khác nhau trong tế bào chất của tế bào. Họ cung cấp cấu trúc, sức mạnh, và khả năng di chuyển nội tại (khả năng vận động) đối với tế bào và đến các thực thể nội bào tổ chức như các bào quan và túi. Trong một số trường hợp, các sợi tơ phóng ra khỏi tế bào dưới dạng lông mao hoặc lông roi để hỗ trợ hoạt động của tế bào hoặc vận chuyển định hướng các vật thể lạ.
Bộ xương tế bào là gì?
Bộ xương tế bào của tế bào người bao gồm ba lớp sợi protein riêng biệt. Các vi sợi (sợi actin), có đường kính từ 7 đến 8 nanomet và được cấu tạo chủ yếu từ actin protein, phục vụ để ổn định hình dạng tế bào bên ngoài và khả năng vận động của tế bào như một đơn vị tổng thể cũng như các cấu trúc nội bào. Trong tế bào cơ, các sợi actin cho phép phối hợp co cơ. Các sợi trung gian, dày khoảng 10 nanomet, cũng dùng để cung cấp sức mạnh và cấu trúc của ô. Chúng không tham gia vào hoạt động của tế bào. Sợi trung gian bao gồm nhiều loại protein và dimer của các protein kết hợp với nhau để tạo thành các bó cuộn giống như sợi dây thừng (tonofibrils) và là những cấu trúc cực kỳ chống rách. Các sợi trung gian có thể được chia thành ít nhất 6 loại khác nhau với các nhiệm vụ khác nhau. Lớp sợi thứ ba bao gồm các ống nhỏ, các vi ống có đường kính ngoài 25 nanomet. Chúng được cấu tạo từ các polyme của các chất dimer tubulin và chịu trách nhiệm chính cho tất cả các loại vận động nội bào và cho sự vận động của chính tế bào. Để hỗ trợ hoạt động nội tại của tế bào, các vi ống có thể hình thành các quá trình tế bào dưới dạng lông mao hoặc lông roi kéo dài ra khỏi tế bào. Lưới của các vi ống thường được tổ chức từ tâm động và có thể thay đổi rất năng động.
Giải phẫu và cấu trúc
Các nhóm chất vi sợi, sợi trung gian (IF) và vi ống (MT), cả ba nhóm chất này đều được gán cho bộ xương tế bào, hầu như có mặt khắp nơi trong tế bào chất và cả trong nhân. Các khối xây dựng cơ bản của vi sợi hoặc sợi actin của con người bao gồm 6 actin isoform protein, mỗi loại chỉ khác nhau một vài amino axit. Protein actin đơn phân (G-actin) liên kết với nucleotit ATP và tạo thành các chuỗi phân tử dài của các đơn phân actin, mỗi chuỗi phân cắt ra một phốt phát nhóm, hai trong số đó kết hợp với nhau để tạo thành các sợi actin xoắn. Các sợi actin trong cơ trơn và cơ vân, trong cơ tim và các sợi actin không phải cơ, mỗi sợi hơi khác nhau một chút. Sự tích tụ và phân hủy của các sợi actin phụ thuộc vào các quá trình rất năng động và thích ứng với các yêu cầu. Sợi trung gian bao gồm các protein cấu trúc khác nhau và đạt được độ bền cao sức mạnh ở mặt cắt ngang khoảng 8 đến 11 nanomet. Sợi trung gian được chia thành năm lớp: keratins có tính axit, keratins cơ bản, loại desmin, loại sợi thần kinh và loại lamin. Trong khi các keratins được tìm thấy trong các tế bào biểu mô, các sợi loại desmin được tìm thấy trong các tế bào cơ trơn và cơ vân và trong các tế bào cơ tim. Các tế bào thần kinh, hiện diện trong hầu hết các tế bào thần kinh, được cấu tạo từ các protein như internexin, nestin, NF-L, NF-M, và các loại khác. Các sợi trung gian kiểu lamin được tìm thấy trong tất cả các nhân bên trong màng nhân trong tế bào chất.
Chức năng và vai trò
Chức năng và nhiệm vụ của bộ xương tế bào hoàn toàn không giới hạn ở hình dạng cấu trúc và sự ổn định của tế bào. Các vi sợi, chủ yếu nằm trong cấu trúc lưới ngay sát màng sinh chất, ổn định hình dạng bên ngoài của tế bào. Tuy nhiên, chúng cũng tạo thành các lồi màng như pseudopodia. Các protein vận động, trong đó các vi sợi trong tế bào cơ được cấu tạo, cung cấp các chất cần thiết các cơn co thắt của các cơ. Tầm quan trọng lớn nhất đối với độ bền cơ học của các tế bào được gắn với các sợi trung gian rất bền. Ngoài ra, chúng còn thực hiện một số chức năng khác. Các sợi keratin của tế bào biểu mô được kết nối cơ học gián tiếp với nhau thông qua desmosomes, tạo ra da Mô hai chiều, dạng ma trận, sức mạnh. mô tương ứng. Điều này dẫn đến các cấu trúc có trật tự trong bộ xương tế bào. Enzymes chẳng hạn như kinase và phốt phát đảm bảo lắp ráp, sửa chữa và tháo gỡ mạng nhanh chóng. Các loại tế bào thần kinh khác nhau ổn định mô thần kinh. Lamins kiểm soát sự giải thể của màng tế bào trong quá trình phân chia tế bào và quá trình tái cấu trúc sau đó của nó. Các vi ống chịu trách nhiệm về các nhiệm vụ như kiểm soát sự vận chuyển của các bào quan và túi trong tế bào và tổ chức nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân. Trong các tế bào mà các vi ống hình thành vi nhung mao, lông mao, lông roi, hoặc lông roi, MTs cũng cung cấp nhu động cho toàn bộ tế bào hoặc xử lý việc loại bỏ chất nhầy hoặc dị vật, chẳng hạn như trong khí quản và bên ngoài. máy trợ thính.
Bệnh
Rối loạn chuyển hóa tế bào có thể do khiếm khuyết di truyền hoặc do độc tố đưa vào từ bên ngoài. Một trong những bệnh di truyền phổ biến nhất liên quan đến rối loạn tổng hợp protein màng cho cơ bắp là loại Duchenne loạn dưỡng cơ bắp. Một khiếm khuyết di truyền dẫn đến không thể sản xuất dystrophin, một protein cấu trúc cần thiết trong các sợi cơ của cơ vân. Bệnh xuất hiện ở giai đoạn đầu thời thơ ấu với một khóa học tiến bộ. Keratins đột biến cũng có thể dẫn ảnh hưởng nghiêm trọng. bệnh vảy cá, cái gọi là bệnh vảy cá, dẫn đến tăng sừng, sự mất cân bằng giữa sản xuất và tẩy da chết của vảy da, do một hoặc nhiều khiếm khuyết di truyền trên nhiễm sắc thể số 12. bệnh vảy cá là bệnh di truyền, phổ biến nhất của da và yêu cầu chuyên sâu điều trịTuy nhiên, điều này chỉ có thể làm giảm bớt các triệu chứng. Các khuyết tật di truyền khác, dẫn gây ra rối loạn chuyển hóa của các tế bào thần kinh, ví dụ, teo cơ xơ cứng cột bên (CŨNG). Một số mycotoxin đã biết (độc tố nấm) như nấm mốc và nấm ruồi làm gián đoạn quá trình trao đổi chất dạng sợi actin. Colchicines, độc tố của crocus mùa thu, và taxol, được chiết xuất từ cây thủy tùng, được sử dụng đặc biệt cho khối u điều trị. Chúng can thiệp vào quá trình trao đổi chất của vi ống.
