Опорно-двигательная система клетки (цитоскелет)
5.1 Какие структуры образуют опорно-двигательную систему клетки?
Цитоплазма – это не просто гелеобразная масса, в которой разбросаны ядро и другие органеллы, она имеет развитую структуру. Пространство между ядром и внутренней поверхностью плазматической мембраны заполнено филаментами (нитями) так называемого клеточного матрикса или опорно-двигательной системы. Она представляет собой динамическую систему микротрубочек, микрофиламентов, промежуточных филаментов и микротрабекул.
5.2 Какие функции выполняют структуры цитоскелета?
1. Определяют форму клетки и ее сложное внутреннее строение, или ее структурированность.
2. Ответственные за двигательные реакции в клетке, а именно:
а) изменение формы клетки;
б) движение хромосом к полюсам клетки;
в) движение клеточной поверхности, которое обусловливает такие процессы как эндо- и экзоцитоз;
г) за внутриклеточный транспорт везикул и органелл;
д) за обменные процессы, обусловленные токами цитоплазмы;
в) за сократимость мышечных клеток, которая приводит к движениям различные органы и организм в целом;
5.3 Как классифицируют структуры цитоскелета?
Впервые микроскописты обнаружили нити в цитоплазме некоторых клеток еще в 19-м столетии. В 1950-60 годах с помощью электронного микроскопа удалось обнаружить 3 различные системы нитчатых структур. Биохимические и иммунологические исследования позволили идентифицировать белки, свойственные каждой из этих систем.
5.4 Классификация компонентов. Три системы филаментов различают как по химическому составу, так и по своей ультраструктурой. Так, по диаметру выделяют:
1. Тонкие нити-микрофиламенты, диаметр которых – 6 нм. Их основной химический компонент – белок актин.
2. Микротрубочки имеют диаметр 22нм, состоящие из белка тубулина.
3. Промежуточные филаменты, диаметр которых составляет 7-11нм, они разные по белковому составу.
Рисунок 4.4 – Филаменты цитоскелета
5.5 Как располагаются в клетке структуры цитоскелета?
С помощью иммунофлуоресцентной микроскопии можно изучать порядок расположения компонентов опорно-двигательного аппарата клетки. Актиновые микрофиламенты были обнаружены в виде пучков, которые параллельны клеточной поверхности. Микротрубочки не сконцентрированы у плазматической мембраны, а расходятся от расположенного около ядра клеточного центра и тянутся к плазматической мембраны. Промежуточные филаменты располагаются по-разному в клетках различных тканей.
Названные три системы филаментов не являются абсолютно отдельными и независимыми элементами цитоскелета. Обсуждается гипотеза, что три системы филаментов образуют общую сеть, с которой могут связываться не только органеллы, но и ферменты и растворимые белки. Некоторые исследователи считают, что три системы филаментов объединяются четвертой системой. Эту роль отводят так называемой "микротрабекулярной сети", которую можно наблюдать на микрофотографиях с помощью высоковольтного электронного микроскопа. Она выглядит как система нитей неравномерной толщины (от 2 до 10 нм).
Рисунок 4.5 – Структуры цитоскелета