اسکلت سلولی
میکروفیلامان‌ها (اکتین)
میکروفیلامان‌ها نازک‌ترین رشته‌های اسکلت سلولی هستند که از مونومرهای اکتین ساخته شده‌اند و به صورت فیلامان‌های مارپیچی انعطاف‌پذیر پلیمریزه می‌شوند. این فیلامان‌ها به ویژه در زیر غشاء پلاسما غلیظ شده و شبکه‌های متراکمی را تشکیل می‌دهند که از شکل سلول حمایت کرده و مقاومت مکانیکی در برابر تغییر شکل ایجاد می‌کنند. اکتین نقش محوری در فرآیندهایی چون حرکت سلولی، اندوسیتوز و سیتوکینز دارد.
در سلول‌های مهاجر، پلیمریزاسیون اکتین در لبه پیش‌رونده، غشاء را به جلو می‌راند و ساختارهایی مانند لاملی‌پودیا و فیلوپودیا شکل می‌دهد. در تقسیم سلولی، حلقه انقباضی متشکل از اکتین و میوزین سلول را در مرکز منقبض کرده و جدایی نهایی سلول‌های دختر را انجام می‌دهد. در سلول‌های عضلانی، اکتین با پروتئین‌های موتور میوزین تعامل می‌کند تا انقباض ایجاد کند.
دینامیک اکتین به وسیله پروتئین‌های کمکی که فرایندهای نوکلئاسیون، رشد، کلاهک‌گذاری و بریدگی رشته‌ها را کنترل می‌کنند، به شدت تنظیم می‌شود. اختلال در سازمان‌دهی اکتین با بیماری‌هایی مانند سرطان که در آن تغییر حرکت سلولی به متاستاز کمک می‌کند، مرتبط است. اکتین همچنین در انتقال درون‌سلولی و لنگر انداختن پروتئین‌های غشایی نقش دارد.
شکل۱، میکروفیلامان‌ها و نحوه پلیمریزه شدن آن‌ها
میکروتوبول‌ها
میکروتوبول‌ها پلیمرهای استوانه‌ای متشکل از دیمرهای α- و β-توبولین هستند که بخش‌هایی از اسکلت سلولی را تشکیل می‌دهند و سختی ساختاری و مسیرهای انتقال اندامک‌ها را فراهم می‌کنند. این لوله‌های توخالی حدود ۲۵ نانومتر قطر دارند و بسیار پویا هستند، به طوری که تحت چرخه‌های رشد و کوتاه شدن موسوم به ناپایداری دینامیک قرار دارند.
میکروتوبول‌ها از مراکز سازمان‌دهی میکروتوبول (MTOC)، مانند سانترزوم، منشأ می‌گیرند و در سراسر سیتوپلاسم گسترش می‌یابند. آن‌ها در سازمان‌دهی فضای داخل سلول، موقعیت‌یابی اندامک‌ها و انتقال وزیکول‌ها از طریق پروتئین‌های موتوری مانند کینزین (حرکت به سمت محیط سلول) و داینین (حرکت به سمت مرکز سلول) نقش دارند.
در طی میتوز، میکروتوبول‌ها دوک میتوزی را تشکیل می‌دهند که کروموزوم‌ها را به سلول‌های دختر جدا می‌کند. آن‌ها همچنین ساختارهایی مانند مژک‌ها و فلاژل‌ها را می‌سازند که در حرکت سلول و جابجایی مایعات نقش دارند. به عنوان نمونه، سلول‌های اپیتلیال مژک‌دار مجاری تنفسی با حرکت هماهنگ مژک‌ها مخاط و ذرات را از ریه‌ها دور می‌کنند.
میکروتوبول‌ها هدف داروهای شیمی‌درمانی مانند پاکلیتاکسل هستند که با تثبیت آن‌ها تقسیم سلولی سرطان را مختل می‌کند. نقش آن‌ها در انتقال، تقسیم و مسیرهای سیگنال‌دهی اهمیت بنیادین آن‌ها در فیزیولوژی سلولی را نشان می‌دهد.
شکل۲، میکروتوبول
فیلامان‌های میانی
فیلامان‌های میانی بخش‌هایی از اسکلت سلولی هستند که استحکام کششی و پشتیبانی ساختاری فراهم می‌کنند، به ویژه در سلول‌هایی که در معرض استرس مکانیکی هستند. این فیلامان‌ها پایدارتر و کمتر پویا از میکروفیلامان‌ها و میکروتوبول‌ها هستند و قطری در حدود ۱۰ نانومتر دارند. برخلاف دیگر اجزای اسکلت سلولی، فیلامان‌های میانی در حرکت یا انتقال سلولی نقش ندارند، بلکه برای حفظ یکپارچگی سلولی حیاتی هستند.
ترکیب این فیلامان‌ها بسته به نوع سلول متفاوت است: کراتین‌ها در سلول‌های اپیتلیال، ویمنتین در سلول‌های مزانشیمی، دسمین در سلول‌های عضلانی و نورو فیلامان‌ها در نورون‌ها یافت می‌شوند. در پوشش هسته، پروتئین‌های لامین شبکه‌ای حمایتی تشکیل می‌دهند که کروماتین را سازمان‌دهی کرده و شکل هسته را حفظ می‌کند.
فیلامان‌های میانی به اتصالات سلولی مانند دسموزوم‌ها و همی‌دسموزوم‌ها متصل شده و سلول‌ها را به یکدیگر و به ماتریکس خارج‌سلولی لنگر می‌اندازند. این شبکه به توزیع نیروهای مکانیکی در سراسر بافت‌ها کمک کرده و از آسیب جلوگیری می‌کند.
جهش در ژن‌های فیلامان میانی با بیماری‌هایی مانند اپیدرمولیز بولوزا (شکنندگی پوست) و برخی اختلالات نورودژنراتیو مرتبط است. نقش آن‌ها در تقویت معماری سلولی و اتصال کمپارتمان‌های سلولی به ساختارهای خارجی، عملکرد ضروری آن‌ها در پایداری و هم‌ایستایی بافتی را برجسته می‌کند.
پروتئین‌های موتوری: کینزین، داینین، میوزین
پروتئین‌های موتوری انرژی شیمیایی حاصل از ATP را به کار مکانیکی تبدیل کرده و حرکت درون سلولی را ممکن می‌کنند. کینزین و داینین بر روی میکروتوبول‌ها حرکت کرده و وزیکول‌ها، اندامک‌ها و کروموزوم‌ها را حمل می‌کنند. کینزین معمولاً بار را به سمت محیط سلول حرکت می‌دهد، در حالی که داینین آن را به سمت مرکز سلول می‌برد. میوزین با رشته‌های اکتین تعامل داشته و برای انقباض عضلانی، مهاجرت سلولی و سیتوکینز حیاتی است. این پروتئین‌ها برای حفظ سازمان داخلی سلول و تسهیل حمل و نقل درون سلولی ضروری هستند.
شکل۳، کینزین، داینین، میوزین
دیدگاهتان را بنویسید