معلومة

18.2: مكونات الهيكل الخلوي - علم الأحياء

18.2: مكونات الهيكل الخلوي - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تبدو معظم الخلايا حقيقية النواة وكأنها كيس من السيتوبلازم مرتبط بغشاء يحتوي على نواة وعضيات متنوعة في مجهر ضوئي. في أواخر القرن التاسع عشر ، وصف علماء الميكروسكوب إعادة تنظيم هيكلي دراماتيكي للخلايا المنقسمة. في الانقسام المتساوي، الكروموسومات المكررة (أي ، الكروماتيدات) يتكثف في النواة مثلما يذوب الغشاء النووي. الياف او خيوط المغزل تظهر ثم يبدو أنها تسحب الكروماتيدات بعيدًا عن أقطاب الخلية المعاكسة. تتحول ألياف المغزل إلى حزم من أنابيب مجهرية، كل منها عبارة عن بوليمر من توبولين البروتينات. دعونا نلقي نظرة أدناه على تلك الصورة المجهرية الفلورية للتخفيف الطورية الخلية مرة أخرى معظم الخلايا بخلاف ما هو مضيء غير مرئية في الصورة المجهرية.

للحصول على هذه الصورة ، الأجسام المضادة تم تصنيعها ضد الأنابيب الدقيقة المنقاة ، و kinetochore والبروتينات الصبغية (أو DNA) ، ثم تم ربطها بمختلف الفلوروفور (علامات الفلورسنت الجزيئية العضوية). عندما تمت إضافة الفلوروفور إلى الخلايا المنقسمة في الطور الاستوائي ، فإنها ترتبط بأليافها الخاصة. عند تشعيع ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، فإن الفلوروفور تنبعث منها ألوان مختلفة من الضوء المرئي ، مرئية في مجهر مضان. الأنابيب الدقيقة خضراء ، والكروموسومات الطورية زرقاء ، والحركية تكون حمراء في صورة مجهرية.

كل من الانقسام والانقسام الاختزالي هما مثالان واضحان جدًا للحركات داخل الخلايا ، وكلاهما سبق وصفه في أواخر القرن التاسع عشر. أما بالنسبة للحركة في الكائنات الحية الكاملة ، فقد ركزت دراسات منتصف القرن العشرين على ما يمكن أن تفعله التصدعات (أو الخطوط) التي تظهر في العضلات الهيكلية في المجهر الضوئي بتقلص العضلات. تبين أن التصدعات تتكون من مركب بروتيني تم تسميته في الأصل الأكتوموسين (اكتو للنشاط الميوسين للعضلات). كشف المجهر الإلكتروني لاحقًا أن الأكتوموسين (أو الأكتينوميوسين) يتكون من خيوط رفيعة (الأكتين) وخيوط سميكة (الميوسين) التي تنزلق فوق بعضها البعض أثناء تقلص العضلات.

ألمح الفحص المجهري الإلكتروني أيضًا إلى وجود بنية حشوية أكثر تعقيدًا للخلايا بشكل عام. ال الهيكل الخلوي يتكون من قضبان وأنابيب دقيقة في حالات منظمة إلى حد ما والتي تتخلل الخلية. أكثر مكونات الهيكل الخلوي وفرة هي الميكروفيلامين, أنابيب مجهرية و المتوسطة الشعيرات. ولكن ، حتى الميوسين موجود في الخلايا غير العضلية ، وإن كان بتركيزات منخفضة نسبيًا. تمثل الأنابيب الدقيقة حركات الكروموسوم للانقسام والانقسام الاختزالي ، بينما تعمل مع الخيوط الدقيقة (مثل الأكتين) على تمكين حركة العضيات داخل الخلايا (ربما تكون قد رأيت تدفق حشوية من إلوديا البلاستيدات الخضراء في تمرين مختبر علم الأحياء). الأنابيب الدقيقة هي أيضا الأساس أهداب- و الأسواط-الحركة القائمة على الخلايا الكاملة مثل البراميسيوم ، الأميبا ، البالعات ، وما إلى ذلك ، بينما تعمل الألياف الدقيقة للأكتين والميوسين على تمكين العضلات وبالتالي زيادة حركة الحيوانات! أخيرًا ، الهيكل الخلوي هو هيكل ديناميكي. لا تمثل أليافها حركات الانقسام الخلوي فحسب ، بل إنها تمنح الخلايا أيضًا قوة ميكانيكية وفريدة من نوعها الأشكال. يمكن لجميع الألياف التفكيك وإعادة التجميع وإعادة الترتيب ، مما يسمح للخلايا بتغيير شكلها ، على سبيل المثال ، إنشاء pseudopods في الخلايا الأميبية وألياف المغزل للانقسام والانقسام الاختزالي. في هذا الفصل ننظر إلى الأساس الجزيئي لبنية الخلية والأشكال المختلفة لحركة الخلية.


تحتوي جميع الخلايا على هيكل خلوي ، ولكن عادةً ما يكون الهيكل الخلوي للخلايا حقيقية النواة هو المقصود عند مناقشة الهيكل الخلوي. الخلايا حقيقية النواة هي خلايا معقدة لها نواة وعضيات. تحتوي النباتات والحيوانات والفطريات والطلائعيات على خلايا حقيقية النواة. تكون الخلايا بدائية النواة أقل تعقيدًا ، ولا تحتوي على نواة أو عضيات حقيقية باستثناء الريبوسومات ، وتوجد في الكائنات وحيدة الخلية البكتيريا والعتائق. كان يُعتقد في الأصل أن الهيكل الخلوي للخلايا بدائية النواة غير موجود ، ولم يتم اكتشافه حتى أوائل التسعينيات.

يتكون الهيكل الخلوي حقيقيات النوى من ثلاثة أنواع من الخيوط ، وهي سلاسل ممتدة من البروتينات: الخيوط الدقيقة ، والخيوط الوسيطة ، والأنابيب الدقيقة.


تظهر الألياف الدقيقة لهذه الخلية باللون الأحمر ، بينما تظهر الأنابيب الدقيقة باللون الأخضر. النقاط الزرقاء هي نوى.

الميكروفيلامين

تسمى الألياف الدقيقة أيضًا خيوط الأكتين لأنها تتكون في الغالب من بروتين الأكتين. يبلغ سمكها حوالي 7 نانومتر ، مما يجعلها أنحف خيوط في الهيكل الخلوي. للألياف الدقيقة وظائف عديدة. إنها تساعد في التحلل الخلوي ، وهو انقسام السيتوبلازم في الخلية عندما تنقسم إلى خليتين ابنتيتين. إنها تساعد في حركة الخلية وتسمح للكائنات وحيدة الخلية مثل الأميبات بالحركة. كما أنها تشارك في التدفق السيتوبلازمي ، وهو تدفق العصارة الخلوية (الجزء السائل من السيتوبلازم) في جميع أنحاء الخلية. ينقل التدفق السيتوبلازمي المغذيات وعضيات الخلية. تعد الألياف الدقيقة أيضًا جزءًا من خلايا العضلات وتسمح لهذه الخلايا بالتقلص جنبًا إلى جنب مع الميوسين. الأكتين والميوسين هما المكونان الرئيسيان لعناصر تقلص العضلات.

المتوسطة الشعيرات

يبلغ عرض الخيوط الوسيطة حوالي 8-12 نانومتر ، ويطلق عليها اسم وسيطة لأنها تقع بين حجم الألياف الدقيقة والأنابيب الدقيقة. تتكون الخيوط الوسيطة من بروتينات مختلفة مثل الكيراتين (الموجود في الشعر والأظافر ، وكذلك في الحيوانات ذات القشور أو القرون أو الحوافر) ، والفيمنتين ، والديسمين ، واللامين. تم العثور على جميع الخيوط الوسيطة في السيتوبلازم باستثناء اللامينات الموجودة في النواة وتساعد في دعم الغلاف النووي الذي يحيط بالنواة. تحافظ الخيوط الوسيطة في السيتوبلازم على شكل الخلية وتتحمل التوتر وتوفر الدعم الهيكلي للخلية.

أنابيب مجهرية

الأنابيب الدقيقة هي أكبر ألياف الهيكل الخلوي عند حوالي 23 نانومتر. إنها أنابيب مجوفة مصنوعة من ألفا وبيتا توبيولين. تشكل الأنابيب الدقيقة هياكل مثل الأسواط ، وهي "ذيول" تدفع الخلية إلى الأمام. توجد أيضًا في هياكل مثل الأهداب ، وهي الزوائد التي تزيد من مساحة سطح الخلية وفي بعض الحالات تسمح للخلية بالتحرك. تأتي معظم الأنابيب الدقيقة في خلية حيوانية من عضية خلوية تسمى الجسيم المركزي ، وهو مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة (MTOC). تم العثور على الجسيم المركزي بالقرب من منتصف الخلية ، وتشع الأنابيب الدقيقة للخارج منها. تعتبر الأنابيب الدقيقة مهمة في تكوين جهاز المغزل (أو المغزل الانقسامي) ، الذي يفصل بين الكروماتيدات الشقيقة بحيث يمكن أن تذهب نسخة واحدة إلى كل خلية ابنة أثناء انقسام الخلية. يشاركون أيضًا في نقل الجزيئات داخل الخلية وفي تكوين جدار الخلية في الخلايا النباتية.


المتوسطة الشعيرات

تتكون الخيوط الوسيطة من عدة خيوط من البروتينات الليفية تلتصق ببعضها البعض (الشكل). تحصل عناصر الهيكل الخلوي على اسمها من حقيقة أن قطرها ، من 8 إلى 10 نانومتر ، يقع بين تلك الموجودة في الألياف الدقيقة والأنابيب الدقيقة.

تتكون الخيوط الوسيطة من عدة خيوط متشابكة من البروتينات الليفية.

الخيوط الوسيطة ليس لها دور في حركة الخلية. وظيفتها هيكلية بحتة. إنها تتحمل التوتر ، وبالتالي تحافظ على شكل الخلية ، وتثبت النواة والعضيات الأخرى في مكانها. يوضح الشكل كيف تنشئ الخيوط الوسيطة سقالات داعمة داخل الخلية.

الخيوط الوسيطة هي المجموعة الأكثر تنوعًا من عناصر الهيكل الخلوي. توجد عدة أنواع من البروتينات الليفية في الخيوط الوسيطة. ربما تكون أكثر دراية بالكيراتين ، وهو البروتين الليفي الذي يقوي شعرك وأظافرك وبشرة الجلد.


علم الأحياء 171

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • وصف الهيكل الخلوي
  • قارن أدوار الخيوط الدقيقة والخيوط الوسيطة والأنابيب الدقيقة
  • قارن وقارن بين الأهداب والسوط
  • لخص الاختلافات بين مكونات الخلايا بدائية النواة والخلايا الحيوانية والخلايا النباتية

إذا كنت ستقوم بإزالة جميع العضيات من الخلية ، فهل سيكون غشاء البلازما والسيتوبلازم هما المكونان الوحيدان المتبقيان؟ لا. داخل السيتوبلازم ، لا يزال هناك أيونات وجزيئات عضوية ، بالإضافة إلى شبكة من ألياف البروتين التي تساعد في الحفاظ على شكل الخلية ، وتأمين بعض العضيات في مواقع محددة ، والسماح للسيتوبلازم والحويصلات بالتحرك داخل الخلية ، وتمكين الخلايا داخل الكائنات متعددة الخلايا للتحرك. بشكل جماعي ، يطلق العلماء على هذه الشبكة من ألياف البروتين الهيكل الخلوي. هناك ثلاثة أنواع من الألياف داخل الهيكل الخلوي: الخيوط الدقيقة ، والخيوط الوسيطة ، والأنابيب الدقيقة ((الشكل)). هنا ، سوف نفحص كل منها.


الميكروفيلامين

من بين الأنواع الثلاثة لألياف البروتين في الهيكل الخلوي ، فإن الألياف الدقيقة هي الأضيق. تعمل في الحركة الخلوية ، ويبلغ قطرها حوالي 7 نانومتر ، وتتكون من خيطين متشابكين من البروتين الكروي ، نسميهما أكتين ((الشكل)). لهذا السبب ، نسمي أيضًا الخيوط الدقيقة خيوط الأكتين.


يعمل ATP على تمكين الأكتين لتجميع شكله الخيطي ، والذي يعمل كمسار لحركة البروتين الحركي الذي نسميه الميوسين. يمكّن هذا الأكتين من الانخراط في الأحداث الخلوية التي تتطلب الحركة ، مثل انقسام الخلايا في الخلايا حقيقية النواة والتدفق السيتوبلازمي ، وهو عبارة عن حركة دائرية للسيتوبلازم الخلوي في الخلايا النباتية. الأكتين والميوسين وفير في خلايا العضلات. عندما تنزلق خيوط الأكتين والميوسين عن بعضها البعض ، تنقبض عضلاتك.

توفر الألياف الدقيقة أيضًا بعض الصلابة والشكل للخلية. يمكنهم إزالة البلمرة (التفكيك) والإصلاح بسرعة ، وبالتالي تمكين الخلية من تغيير شكلها والتحرك. تستفيد خلايا الدم البيضاء (خلايا الجسم التي تقاوم العدوى) من هذه القدرة. يمكنهم الانتقال إلى موقع الإصابة وبلعمة الممرض.

لمشاهدة مثال على خلية دم بيضاء تعمل ، شاهد خلايا الدم البيضاء تطارد البكتيريا لفترة زمنية قصيرة للخلية التي تلتقط نوعين من البكتيريا. يبتلع أحدهما ثم ينتقل إلى الآخر.

المتوسطة الشعيرات

تتكون العديد من خيوط البروتينات الليفية التي يتم لفها معًا من خيوط وسيطة ((الشكل)). تحصل عناصر الهيكل الخلوي على اسمها من حقيقة أن قطرها ، من 8 إلى 10 نانومتر ، يقع بين تلك الموجودة في الألياف الدقيقة والأنابيب الدقيقة.


الخيوط الوسيطة ليس لها دور في حركة الخلية. وظيفتها هيكلية بحتة. إنها تتحمل التوتر ، وبالتالي تحافظ على شكل الخلية ، وتثبت النواة والعضيات الأخرى في مكانها. يوضح (الشكل) كيف تنشئ الخيوط الوسيطة سقالات داعمة داخل الخلية.

الخيوط الوسيطة هي المجموعة الأكثر تنوعًا من عناصر الهيكل الخلوي. توجد عدة أنواع من البروتينات الليفية في الخيوط الوسيطة. ربما تكون أكثر دراية بالكيراتين ، وهو البروتين الليفي الذي يقوي شعرك وأظافرك وبشرة البشرة.

أنابيب مجهرية

كما يوحي اسمها ، الأنابيب الدقيقة عبارة عن أنابيب مجوفة صغيرة. البلمرة الثنائيات من α-tubulin و β-tubulin ، وهما بروتينان كرويان ، يتألفان من جدران الأنابيب الدقيقة & # 8217s ((الشكل)). يبلغ قطرها حوالي 25 نانومتر ، والأنابيب الدقيقة عبارة عن هياكل خلوية ومكونات # 8217 أوسع. إنها تساعد الخلية على مقاومة الانضغاط ، وتوفر مسارًا تنتقل فيه الحويصلات عبر الخلية ، وتسحب الكروموسومات المضاعفة إلى الأطراف المتقابلة للخلية المنقسمة. مثل الميكروفيلامين ، يمكن للأنابيب الدقيقة أن تتفكك وتصلح بسرعة.


الأنابيب الدقيقة هي أيضًا العناصر الهيكلية للسوط ، والأهداب ، والمريكزات (الأخيرة هي الجسيم المركزي & # 8217s وهما جسمان متعامدان). في الخلايا الحيوانية ، الجسيم المركزي هو مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة. في الخلايا حقيقية النواة ، تختلف الأسواط والأهداب تمامًا من الناحية الهيكلية عن نظيراتها في بدائيات النوى ، كما نناقش أدناه.

فلاجيلا وأهداب

السوط (المفرد = السوط) عبارة عن هياكل طويلة تشبه الشعر تمتد من غشاء البلازما وتمكن الخلية بأكملها من التحرك (على سبيل المثال ، الحيوانات المنوية ، يوجلينا، وبعض بدائيات النوى). عند وجودها ، تحتوي الخلية على سوط واحد فقط أو عدد قليل من الأسواط. ومع ذلك ، عندما تكون الأهداب (المفرد = الهدب) موجودة ، فإن العديد منها يمتد على طول غشاء البلازما & # 8217s كامل السطح. وهي عبارة عن هياكل قصيرة شبيهة بالشعر تحرك خلايا كاملة (مثل الباراميسيا) أو مواد على طول السطح الخارجي للخلية (على سبيل المثال ، أهداب الخلايا التي تبطن قناتي فالوب التي تحرك البويضة نحو الرحم ، أو أهداب تبطن خلايا الجهاز التنفسي التي تحبس الجسيمات وتحركها نحو أنفك.)

على الرغم من الاختلافات في الطول والعدد ، تشترك الأسواط والأهداب في ترتيب هيكلي مشترك للأنابيب الدقيقة يسمى "مصفوفة 9 + 2". هذا اسم مناسب لأن سوطًا واحدًا أو كيليوم مصنوع من حلقة مكونة من تسعة أزواج من الأنابيب الدقيقة ، تحيط بزوج صغير واحد في المركز ((الشكل)).


لقد أكملت الآن مسحًا واسعًا لمكونات الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة. للحصول على ملخص للمكونات الخلوية في الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة ، انظر (الشكل).

مكونات الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة
مكون الخلية وظيفة موجود في بدائيات النوى؟ موجود في الخلايا الحيوانية؟ موجود في الخلايا النباتية؟
غشاء بلازمي يفصل الخلية عن البيئة الخارجية يتحكم في مرور الجزيئات العضوية والأيونات والماء والأكسجين والنفايات داخل وخارج الخلية نعم نعم نعم
السيتوبلازم يوفر ضغط انتفاخ للخلايا النباتية كسوائل داخل موقع الفجوة المركزية للعديد من وسط التفاعلات الأيضية التي توجد فيها العضيات نعم نعم نعم
النواة منطقة مظلمة داخل النواة حيث يتم تصنيع الوحدات الفرعية الريبوسومية. لا نعم نعم
نواة عضية الخلية التي تحتوي على الحمض النووي وتوجه تخليق الريبوسومات والبروتينات لا نعم نعم
الريبوسومات تخليق البروتين نعم نعم نعم
الميتوكوندريا إنتاج ATP / التنفس الخلوي لا نعم نعم
بيروكسيسومات يؤكسد وبالتالي يكسر الأحماض الدهنية والأحماض الأمينية ، وإزالة السموم لا نعم نعم
الحويصلات والفراغات تخزين ونقل وظيفة الجهاز الهضمي في الخلايا النباتية لا نعم نعم
جسيم مركزي دور غير محدد في انقسام الخلايا في مصدر الأنابيب الدقيقة للخلايا الحيوانية في الخلايا الحيوانية لا نعم لا
الجسيمات المحللة هضم الجزيئات الكبيرة وإعادة تدوير العضيات البالية لا نعم بعض
جدار الخلية حماية ودعم هيكلي وصيانة شكل الخلية نعم ، ببتيدوجليكان في المقام الأول لا نعم ، السليلوز في المقام الأول
البلاستيدات الخضراء البناء الضوئي لا لا نعم
الشبكة الأندوبلازمية يعدل البروتينات ويصنع الدهون لا نعم نعم
جهاز جولجي يقوم بتعديل وفرز ووسم وحزم وتوزيع الدهون والبروتينات لا نعم نعم
الهيكل الخلوي يحافظ على شكل الخلية ، ويؤمن العضيات في مواضع محددة ، ويسمح للسيتوبلازم والحويصلات بالتحرك داخل الخلية ، ويمكّن الكائنات أحادية الخلية من التحرك بشكل مستقل نعم نعم نعم
الأسواط الحركة الخلوية بعض بعض لا ، باستثناء بعض خلايا الحيوانات المنوية النباتية
أهداب الحركة الخلوية ، وحركة الجسيمات على طول غشاء البلازما والسطح خارج الخلية رقم 8217 ، والترشيح بعض بعض لا

ملخص القسم

يحتوي الهيكل الخلوي على ثلاثة أنواع مختلفة من عناصر البروتين. من الأضيق إلى الأوسع ، هي الخيوط الدقيقة (خيوط الأكتين) ، والخيوط الوسيطة ، والأنابيب الدقيقة. غالبًا ما يربط علماء الأحياء الخيوط الدقيقة بالميوسين. أنها توفر الصلابة والشكل للخلية وتسهل الحركات الخلوية. تحمل الخيوط الوسيطة التوتر وتثبت النواة والعضيات الأخرى في مكانها. تساعد الأنابيب الدقيقة الخلية على مقاومة الانضغاط ، وتعمل كمسارات للبروتينات الحركية التي تحرك الحويصلات عبر الخلية ، وتسحب الكروموسومات المضاعفة إلى الأطراف المتقابلة للخلية المنقسمة. هم أيضًا العنصر الهيكلي للمريكزات والسوط والأهداب.

إستجابة مجانية

ما هي أوجه التشابه والاختلاف بين هياكل المريكزات والسوط؟

المريكزات والسواطير متشابهتان من حيث أنها تتكون من الأنابيب الدقيقة. في المريكزات ، حلقتان من تسعة أنابيب دقيقة "ثلاثة توائم" مرتبة بزوايا قائمة لبعضها البعض. هذا الترتيب لا يحدث في الأسواط.

كيف تختلف الأهداب والسوط؟

تتشابه الأهداب والسوط من حيث أنها تتكون من الأنابيب الدقيقة. الأهداب هي هياكل قصيرة شبيهة بالشعر توجد بأعداد كبيرة وعادة ما تغطي كامل سطح غشاء البلازما. على النقيض من ذلك ، فإن فلاجيلا عبارة عن هياكل طويلة تشبه الشعر عند وجود الأسواط ، وتحتوي الخلية على واحد أو اثنين فقط.

صف كيف تشارك الألياف الدقيقة والأنابيب الدقيقة في البلعمة وتدمير العامل الممرض بواسطة البلاعم.

تبتلع البلاعم العامل الممرض عن طريق إعادة ترتيب خيوطها الدقيقة من الأكتين لثني غشاء البلازما حول العامل الممرض. بمجرد إغلاق العامل الممرض في جسيم داخلي داخل البلاعم ، تمشي الحويصلة على طول الأنابيب الدقيقة حتى تتحد مع الجسيم الجسيمي لهضم العامل الممرض.

قارن وعارض الحدود التي تستخدمها الخلايا النباتية والحيوانية والبكتيرية لفصل نفسها عن البيئة المحيطة بها.

تحتوي جميع أنواع الخلايا الثلاثة على غشاء بلازما يحد السيتوبلازم من جانبه الداخلي. في الخلايا الحيوانية ، يكون الجانب الخارجي من غشاء البلازما على اتصال بالبيئة خارج الخلية. ومع ذلك ، في الخلايا النباتية والبكتيرية ، يحيط جدار الخلية الجزء الخارجي من غشاء البلازما. في النباتات ، يتكون جدار الخلية من السليلوز ، بينما في البكتيريا يتكون جدار الخلية من الببتيدوغليكان. تحتوي البكتيريا سالبة الجرام أيضًا على كبسولة إضافية مصنوعة من عديدات السكاريد الدهنية التي تحيط بجدارها الخلوي.

قائمة المصطلحات


خيوط وسيطة وأنابيب دقيقة

الأنابيب الدقيقة هي جزء من الهيكل الخلوي للخلية ، مما يساعد الخلية على مقاومة الانضغاط ، وتحريك الحويصلات ، وفصل الكروموسومات عند الانقسام.

أهداف التعلم

وصف أدوار الأنابيب الدقيقة كجزء من الهيكل الخلوي للخلية

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • تساعد الأنابيب الدقيقة الخلية على مقاومة الانضغاط ، وتوفر مسارًا يمكن أن تتحرك خلاله الحويصلات في جميع أنحاء الخلية ، وهي مكونات الأهداب والسوط.
  • الأهداب والسوط هي هياكل شبيهة بالشعر تساعد في الحركة في بعض الخلايا ، وكذلك تبطن هياكل مختلفة لاحتجاز الجسيمات.
  • هياكل الأهداب والسوط عبارة عن مجموعة & # 82209 + 2 ، & # 8221 مما يعني أن حلقة من تسعة أنابيب دقيقة محاطة بنبيبتين صغيرتين أخريين.
  • تلتصق الأنابيب الدقيقة بالكروموسومات المنسوخة أثناء انقسام الخلية وتفصلها عن بعضها إلى الأطراف المتقابلة للقطب ، مما يسمح للخلية بالانقسام بمجموعة كاملة من الكروموسومات في كل خلية ابنة.

الشروط الاساسية

  • الأنابيب الدقيقة: أنابيب صغيرة مصنوعة من البروتين وتوجد في خلايا جزء من الهيكل الخلوي
  • السوط: السوط هو ملحق يشبه الرموش يبرز من جسم الخلية لبعض الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة
  • الهيكل الخلوي: هيكل خلوي مثل الهيكل العظمي ، موجود داخل السيتوبلازم.

أنابيب مجهرية

كما يوحي اسمها ، الأنابيب الدقيقة عبارة عن أنابيب مجوفة صغيرة. تندرج الأنابيب الدقيقة ، جنبًا إلى جنب مع الألياف الدقيقة والخيوط الوسيطة ، ضمن فئة العضيات المعروفة باسم الهيكل الخلوي. الهيكل الخلوي هو إطار الخلية التي تشكل المكون الداعم الهيكلي. الأنابيب الدقيقة هي أكبر عنصر في الهيكل الخلوي. تتكون جدران الأنابيب الدقيقة من ثنائيات بلمرة من α-tubulin و β-tubulin ، وهما بروتينان كرويان. يبلغ قطر الأنابيب الدقيقة حوالي 25 نانومتر ، وهي أوسع مكونات الهيكل الخلوي. إنها تساعد الخلية على مقاومة الانضغاط ، وتوفر مسارًا تنتقل فيه الحويصلات عبر الخلية ، وتسحب الكروموسومات المضاعفة إلى الأطراف المتقابلة للخلية المنقسمة. مثل الميكروفيلامين ، يمكن للأنابيب الدقيقة أن تذوب وتصلح بسرعة.

هيكل الأنبوب الدقيق: الأنابيب الدقيقة مجوفة ، بجدران تتكون من 13 ثنائي بلمرة من α-tubulin و-tubulin (الصورة اليمنى). توضح الصورة اليسرى التركيب الجزيئي للأنبوب.

الأنابيب الدقيقة هي أيضًا العناصر الهيكلية للسوط ، والأهداب ، والمريكزات (الأخيران هما الجسمان العموديان في الجسيم المركزي). في الخلايا الحيوانية ، الجسيم المركزي هو مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة. في الخلايا حقيقية النواة ، تختلف الأسواط والأهداب تمامًا من الناحية الهيكلية عن نظيراتها في بدائيات النوى.

خيوط كيراتين وسيطة ملطخة: تتركز خيوط الكيراتين الوسيطة للهيكل الخلوي حول حافة الخلايا وتندمج في الغشاء السطحي. هذه الشبكة من الخيوط الوسيطة من خلية إلى أخرى تجمع الأنسجة مثل الجلد.

المتوسطة الشعيرات

الخيوط الوسيطة (IFs) هي مكونات الهيكل الخلوي الموجودة في الخلايا الحيوانية. وهي تتكون من عائلة من البروتينات ذات الصلة تشترك في سمات هيكلية وتسلسل مشتركة. يبلغ متوسط ​​قطر الخيوط الوسيطة 10 نانومتر ، أي ما بين 7 نانومتر أكتين (خيوط دقيقة) ، وقطر 25 نانومتر من الأنابيب الدقيقة ، على الرغم من أنها تم تحديدها في البداية & # 8216 وسيطة & # 8217 لأن متوسط ​​قطرها يقع بين تلك الخاصة بالخيوط الدقيقة الأضيق ( أكتين) وخيوط الميوسين الأوسع الموجودة في خلايا العضلات. تساهم الخيوط الوسيطة في العناصر الهيكلية الخلوية وغالبًا ما تكون حاسمة في تماسك الأنسجة مثل الجلد.

فلاجيلا وأهداب

فلاجيللا (المفرد = السوط) هي هياكل طويلة تشبه الشعر تمتد من غشاء البلازما وتستخدم لتحريك خلية بأكملها (على سبيل المثال ، الحيوانات المنوية ، يوجلينا). عند وجودها ، تحتوي الخلية على سوط واحد فقط أو عدد قليل من الأسواط. عندما تكون الأهداب (المفرد = الهدب) موجودة ، فإن العديد منها يمتد على طول سطح غشاء البلازما بأكمله. إنها هياكل قصيرة تشبه الشعر تُستخدم لتحريك خلايا كاملة (مثل الباراميسيا) أو مواد على طول السطح الخارجي للخلية (على سبيل المثال ، أهداب الخلايا التي تبطن قناتي فالوب التي تحرك البويضة نحو الرحم ، أو أهداب تبطن خلايا الجهاز التنفسي التي تحبس الجسيمات وتحركها نحو أنفك).

على الرغم من الاختلافات في الطول والعدد ، تشترك الأسواط والأهداب في ترتيب هيكلي مشترك للأنابيب الدقيقة يسمى مجموعة & # 82209 + 2. & # 8221 هذا اسم مناسب لأن السوط الفردي أو الهدب يتكون من حلقة من تسعة أزواج أنابيب دقيقة يحيط بمزدوجة الأنابيب الدقيقة في المركز.

الأنابيب الدقيقة هي المكون الهيكلي للسوط: يُظهر الرسم المجهر الإلكتروني للإرسال لسوطين مجموعة 9 + 2 من الأنابيب الدقيقة: تسعة أزواج من الأنابيب الدقيقة تحيط بمزدوجة واحدة من الأنابيب الدقيقة.


مكونات الهيكل الخلوي الأخرى

المكونان الرئيسيان الآخران للهيكل الخلوي حقيقي النواة هما الخيوط الدقيقة والخيوط الوسيطة. تكون الألياف الدقيقة أصغر من الأنابيب الدقيقة بقطر حوالي 7 نانومتر. إنها تساعد في انقسام السيتوبلازم أثناء انقسام الخلية ، ولها أيضًا دور في التدفق السيتوبلازمي ، وهو تدفق العصارة الخلوية (سائل الخلية) في جميع أنحاء الخلية. الخيوط الوسيطة أكبر من الخيوط الدقيقة ، ولكنها أصغر من الأنابيب الدقيقة. إنها تساعد في إعطاء الخلية شكلها وتوفر الدعم الهيكلي.


19 الهيكل الخلوي

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • وصف الهيكل الخلوي
  • قارن أدوار الخيوط الدقيقة والخيوط الوسيطة والأنابيب الدقيقة
  • قارن وقارن بين الأهداب والسوط
  • لخص الاختلافات بين مكونات الخلايا بدائية النواة والخلايا الحيوانية والخلايا النباتية

إذا كنت ستقوم بإزالة جميع العضيات من الخلية ، فهل سيكون غشاء البلازما والسيتوبلازم هما المكونان الوحيدان المتبقيان؟ لا. داخل السيتوبلازم ، لا يزال هناك أيونات وجزيئات عضوية ، بالإضافة إلى شبكة من ألياف البروتين التي تساعد في الحفاظ على شكل الخلية ، وتأمين بعض العضيات في مواقع محددة ، والسماح للسيتوبلازم والحويصلات بالتحرك داخل الخلية ، وتمكين الخلايا داخل الكائنات متعددة الخلايا للتحرك. بشكل جماعي ، يطلق العلماء على هذه الشبكة من ألياف البروتين الهيكل الخلوي. هناك ثلاثة أنواع من الألياف داخل الهيكل الخلوي: الخيوط الدقيقة ، والخيوط الوسيطة ، والأنابيب الدقيقة ((الشكل)). هنا ، سوف نفحص كل منها.


الميكروفيلامين

من بين الأنواع الثلاثة لألياف البروتين في الهيكل الخلوي ، فإن الألياف الدقيقة هي الأضيق. تعمل في الحركة الخلوية ، ويبلغ قطرها حوالي 7 نانومتر ، وتتألف من خيطين متشابكين من البروتين الكروي ، نسميهما أكتين ((الشكل)). لهذا السبب ، نسمي أيضًا الخيوط الدقيقة خيوط الأكتين.


يعمل ATP على تمكين الأكتين لتجميع شكله الخيطي ، والذي يعمل كمسار لحركة البروتين الحركي الذي نسميه الميوسين. يمكّن هذا الأكتين من الانخراط في الأحداث الخلوية التي تتطلب الحركة ، مثل انقسام الخلايا في الخلايا حقيقية النواة والتدفق السيتوبلازمي ، وهو عبارة عن حركة دائرية للسيتوبلازم الخلوي في الخلايا النباتية. الأكتين والميوسين وفير في خلايا العضلات. عندما تنزلق خيوط الأكتين والميوسين عن بعضها البعض ، تنقبض عضلاتك.

توفر الألياف الدقيقة أيضًا بعض الصلابة والشكل للخلية. يمكنهم إزالة البلمرة (التفكيك) والإصلاح بسرعة ، وبالتالي تمكين الخلية من تغيير شكلها والتحرك. تستفيد خلايا الدم البيضاء (خلايا الجسم التي تقاوم العدوى) من هذه القدرة. يمكنهم الانتقال إلى موقع الإصابة وبلعمة الممرض.

لمشاهدة مثال على خلية دم بيضاء تعمل ، شاهد مقطع فيديو بفاصل زمني قصير للخلية وهي تلتقط نوعين من البكتيريا. يبتلع أحدهما ثم ينتقل إلى الآخر.

المتوسطة الشعيرات

تتكون العديد من خيوط البروتينات الليفية التي يتم لفها معًا من خيوط وسيطة ((الشكل)). تحصل عناصر الهيكل الخلوي على اسمها من حقيقة أن قطرها ، من 8 إلى 10 نانومتر ، يقع بين تلك الموجودة في الألياف الدقيقة والأنابيب الدقيقة.


الخيوط الوسيطة ليس لها دور في حركة الخلية. وظيفتها هيكلية بحتة. إنها تتحمل التوتر ، وبالتالي تحافظ على شكل الخلية ، وتثبت النواة والعضيات الأخرى في مكانها. يوضح (الشكل) كيف تنشئ الخيوط الوسيطة سقالات داعمة داخل الخلية.

الخيوط الوسيطة هي المجموعة الأكثر تنوعًا من عناصر الهيكل الخلوي. توجد عدة أنواع من البروتينات الليفية في الخيوط الوسيطة. ربما تكون أكثر دراية بالكيراتين ، وهو البروتين الليفي الذي يقوي شعرك وأظافرك وبشرة البشرة.

أنابيب مجهرية

كما يوحي اسمها ، الأنابيب الدقيقة عبارة عن أنابيب مجوفة صغيرة. البلمرة الثنائيات من α-tubulin و β-tubulin ، وهما بروتينان كرويان ، يتألفان من جدران الأنابيب الدقيقة & # 8217s ((الشكل)). يبلغ قطرها حوالي 25 نانومتر ، والأنابيب الدقيقة عبارة عن هياكل خلوية ومكونات # 8217 أوسع. إنها تساعد الخلية على مقاومة الانضغاط ، وتوفر مسارًا تنتقل فيه الحويصلات عبر الخلية ، وتسحب الكروموسومات المضاعفة إلى الأطراف المتقابلة للخلية المنقسمة. مثل الميكروفيلامين ، يمكن للأنابيب الدقيقة أن تتفكك وتصلح بسرعة.


الأنابيب الدقيقة هي أيضًا العناصر الهيكلية للسوط ، والأهداب ، والمريكزات (الأخيرة هي الجسيم المركزي & # 8217s وهما جسمان متعامدان). في الخلايا الحيوانية ، الجسيم المركزي هو مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة. في الخلايا حقيقية النواة ، تختلف الأسواط والأهداب تمامًا من الناحية الهيكلية عن نظيراتها في بدائيات النوى ، كما نناقش أدناه.

فلاجيلا وأهداب

السوط (المفرد = السوط) عبارة عن هياكل طويلة تشبه الشعر تمتد من غشاء البلازما وتمكن الخلية بأكملها من التحرك (على سبيل المثال ، الحيوانات المنوية ، يوجلينا، وبعض بدائيات النوى). عند وجودها ، تحتوي الخلية على سوط واحد فقط أو عدد قليل من الأسواط. ومع ذلك ، عندما تكون الأهداب (المفرد = الهدب) موجودة ، فإن العديد منها يمتد على طول غشاء البلازما & # 8217s كامل السطح. وهي عبارة عن هياكل قصيرة شبيهة بالشعر تحرك خلايا كاملة (مثل الباراميسيا) أو مواد على طول السطح الخارجي للخلية (على سبيل المثال ، أهداب الخلايا التي تبطن قناتي فالوب التي تحرك البويضة نحو الرحم ، أو أهداب تبطن خلايا الجهاز التنفسي التي تحبس الجسيمات وتحركها نحو أنفك.)

على الرغم من الاختلافات في الطول والعدد ، تشترك الأسواط والأهداب في ترتيب هيكلي مشترك للأنابيب الدقيقة يسمى "مصفوفة 9 + 2". هذا اسم مناسب لأن سوطًا واحدًا أو كيليوم مصنوع من حلقة مكونة من تسعة أزواج من الأنابيب الدقيقة ، تحيط بزوج صغير واحد في المركز ((الشكل)).


لقد أكملت الآن مسحًا واسعًا لمكونات الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة. للحصول على ملخص للمكونات الخلوية في الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة ، انظر (الشكل).

مكونات الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة
مكون الخلية وظيفة موجود في بدائيات النوى؟ موجود في الخلايا الحيوانية؟ موجود في الخلايا النباتية؟
غشاء بلازمي يفصل الخلية عن البيئة الخارجية يتحكم في مرور الجزيئات العضوية والأيونات والماء والأكسجين والنفايات داخل وخارج الخلية نعم نعم نعم
السيتوبلازم يوفر ضغط انتفاخ للخلايا النباتية كسوائل داخل موقع الفجوة المركزية للعديد من وسط التفاعلات الأيضية التي توجد فيها العضيات نعم نعم نعم
النواة منطقة مظلمة داخل النواة حيث يتم تصنيع الوحدات الفرعية الريبوسومية. لا نعم نعم
نواة عضية الخلية التي تحتوي على الحمض النووي وتوجه تخليق الريبوسومات والبروتينات لا نعم نعم
الريبوسومات تخليق البروتين نعم نعم نعم
الميتوكوندريا إنتاج ATP / التنفس الخلوي لا نعم نعم
بيروكسيسومات يؤكسد وبالتالي يكسر الأحماض الدهنية والأحماض الأمينية ، وإزالة السموم لا نعم نعم
الحويصلات والفراغات تخزين ونقل وظيفة الجهاز الهضمي في الخلايا النباتية لا نعم نعم
جسيم مركزي دور غير محدد في انقسام الخلايا في مصدر الأنابيب الدقيقة للخلايا الحيوانية في الخلايا الحيوانية لا نعم لا
الجسيمات المحللة هضم الجزيئات الكبيرة وإعادة تدوير العضيات البالية لا نعم بعض
جدار الخلية حماية ودعم هيكلي وصيانة شكل الخلية نعم ، ببتيدوجليكان في المقام الأول لا نعم ، السليلوز في المقام الأول
البلاستيدات الخضراء البناء الضوئي لا لا نعم
الشبكة الأندوبلازمية يعدل البروتينات ويصنع الدهون لا نعم نعم
جهاز جولجي يقوم بتعديل وفرز ووسم وحزم وتوزيع الدهون والبروتينات لا نعم نعم
الهيكل الخلوي يحافظ على شكل الخلية ، ويؤمن العضيات في مواضع محددة ، ويسمح للسيتوبلازم والحويصلات بالتحرك داخل الخلية ، ويمكّن الكائنات أحادية الخلية من التحرك بشكل مستقل نعم نعم نعم
الأسواط الحركة الخلوية بعض بعض لا ، باستثناء بعض خلايا الحيوانات المنوية النباتية
أهداب الحركة الخلوية ، وحركة الجسيمات على طول غشاء البلازما والسطح خارج الخلية رقم 8217 ، والترشيح بعض بعض لا

ملخص القسم

يحتوي الهيكل الخلوي على ثلاثة أنواع مختلفة من عناصر البروتين. من الأضيق إلى الأوسع ، هي الخيوط الدقيقة (خيوط الأكتين) ، والخيوط الوسيطة ، والأنابيب الدقيقة. غالبًا ما يربط علماء الأحياء الخيوط الدقيقة بالميوسين. أنها توفر الصلابة والشكل للخلية وتسهل الحركات الخلوية. تحمل الخيوط الوسيطة التوتر وتثبت النواة والعضيات الأخرى في مكانها. تساعد الأنابيب الدقيقة الخلية على مقاومة الانضغاط ، وتعمل كمسارات للبروتينات الحركية التي تحرك الحويصلات عبر الخلية ، وتسحب الكروموسومات المضاعفة إلى الأطراف المتقابلة للخلية المنقسمة. هم أيضًا العنصر الهيكلي للمريكزات والسوط والأهداب.

راجع الأسئلة

أي مما يلي لديه القدرة على التفكيك والإصلاح بسرعة؟


1 المقدمة

تلعب مكونات الهيكل الخلوي للخلايا البطانية أدوارًا مهمة في الحفاظ على البنية الأساسية للطبقة الداخلية الرقيقة للأوعية الدموية التي تسمى البطانة. تشكل الخلايا البطانية طبقة خلية واحدة على أسطح الأوعية الدموية ، وبالتالي فهي تخضع باستمرار لإجهاد قص السوائل والإجهاد الدوري الناجم عن ضغط الدم الناجم عن التدفق النبضي. وقد ثبت أن الخلايا البطانية تمتلك العديد من ألياف الإجهاد على حد سواء في المختبر و فى الموقع، ومن المعروف أن هذه الخلايا قادرة على الاستجابة لمستوى إجهاد قص السوائل عن طريق تغيير شكلها [1 ، 2] ، وتوزيع مكونات الهيكل الخلوي [3 & # x020135] ، والتعبير عن البروتينات المرتبطة بنقل الإشارة [6 ، 7] ، والتعبير عن الجينات المختلفة [8 ، 9]. من المعروف أن الخلايا البطانية في المزرعة تستجيب للتمدد الدوري [10] والصدمة المفرطة التكاثر [7]. عند التعرض للتمدد الدوري أحادي المحور ، تصبح الخلايا البطانية متعامدة مع محور التمدد [10 ، 11]. التمدد الدوري المطبق على الخلايا في المزرعة هو نموذج للتمدد النبضي الناجم عن ضغط الدم في الجسم الحي ، وتختلف التأثيرات عن تلك الناتجة عن إجهاد قص السوائل الناتج عن تدفق الدم. يتم اختبار التمدد الدوري بواسطة كل من الأجزاء القمية والقاعدية للخلية. يحدث إجهاد القص الديناميكي الناجم عن تدفق الدم بالاقتران مع التمدد الدوري الناجم عن ضغط التدفق النبضي الناتج عن ضغط الدم.

سابق في الجسم الحي experiments indicated that stress fibers in endothelial cells respond to fluid shear stress and show increases in both number and thickness in a manner related to the magnitude of shear stress (for review, see Katoh et al., 2008) [12]. Previously, we reported increases in number and thickness of stress fibers and focal adhesions in both the apical and basal portions of endothelial cells in an artificial coarctation zone in the abdominal aorta where fluid shear stress is significantly high in comparison to endothelial cells subjected to averaged shear stress [6]. The plaque-like vinculin-containing spots detected at the ends of stress fibers were enlarged in the coarctation area, especially in the apical portions of the cells [6]. In addition, stress fibers and their sites of association with the plasma membrane are closely attached to both the apical and basal portions of endothelial cells, and we suggested that they may play key roles in force transfer by fluid stress [13, 14]. Our findings also suggested that even in the case of endothelial cells فى الموقع, the apical plaques (i.e., stress fiber-plasma membrane attachment sites with accumulation of focal adhesion-associated proteins) and their associated stress fibers are candidates for sensing and/or transferring mechanical signals of fluid shear stress applied to the laminar surface of endothelial cells [6, 14]. Apical plaques are enlarged in the apical portion of endothelial cells in the coarctation zone reflecting the response of the apical plaque and its associated stress fibers to mechanical stimuli generated by blood flow [6]. Such responses increase according to the magnitude of applied shear stress, in agreement with the observations in traditional في المختبر cell culture systems [2, 15�].

Stress fibers are major higher-order structural components of the cytoskeleton in nonmuscle cells, which are composed of actomyosin filaments and show contractility both في المختبر [19] and فى الموقع [20]. We reported previously that stress fibers could be isolated from fibroblasts without loss of morphological or functional characteristics and that they represent a major part of the contractile apparatus within the cell [19]. The principal role of stress fibers is related to their contractility within the cell. We also reported that the stress fibers are located not only in the basal portion of the cell, but also in the apical portion in both cultured fibroblasts [13] and in guinea pig aortic endothelial cells [14], and we called these apically located stress fibers 𠇊pical stress fibers.” Some apical stress fibers not only connect to the apical plaques but also make direct connections with focal adhesions in the basal portion of endothelial cells, and the apical stress fibers have the ability to transfer mechanical forces from the apical to the basal portion of the cell. Apical stress fibers in endothelial cells فى الموقع are directly subjected to fluid shear stress, and the mechanical stimuli generated by this fluid shear stress are applied directly to the apical stress fibers.

Blood vessels in the living animal are subjected to pulsatile stretches generated by the heart عبر the circulatory system. These pulsatile stretches seem to induce changes in endothelial cell shape and the formation of cytoskeletal components. Previous في المختبر experiments showed that cyclic stretching applied to cells in culture causes the cells to become oriented perpendicular to the direction of stretching [10, 21, 22] consistent with في الجسم الحي results [23]. On the other hand, in cells exposed to unidirectional tension, the stress fibers become organized along the axis of tension [24].

In situ experiments indicated that guinea pig venous endothelial cells were elongated in the direction of blood flow to a greater extent than unperturbed aortic endothelial cells [25]. Moreover, thick stress fibers located at the basal side of venous endothelial cells were fewer in number than in aortic endothelial cells. The morphological differences between venous and aortic endothelial cells seem to be due to the sustained exposure of the former cell type to significantly lower levels of fluid shear stress than the latter. However, cell culture conditions preclude accurate observations because the cells have been artificially removed from the living animal. Therefore, analyses of the fundamental mechanisms involved in the responses to mechanical stimuli, such as fluid shear stress, pulsatile enlargement of blood vessel diameter, and/or stretching, should be performed in living intact blood vessels.

In the basal portion of endothelial cells, stress fibers generally run along the axis of blood flow in typical aortic and venous endothelial cells. However, we reported previously that stress fibers in the apical portion of venous endothelial cells run perpendicular to the direction of blood flow [25]. These observations raised questions regarding whether the mechanism by which stress fibers run is independent of the direction of blood flow. Both the right and left renal arteries branch off from the abdominal aorta at an angle of 90° and carry blood to the kidneys. Approximately 1/3 of the blood from the heart is directed into the kidneys. Blood in the renal artery is filtered by the kidneys, and so the resistance to blood flow applied to the surface of the renal artery should be higher than that in most other arteries. Mechanical stress applied to the endothelial cells in the renal artery should be different from the straight portion of the abdominal aorta فى الموقع, and therefore the distribution of cytoskeletal components, such as stress fibers and focal adhesions, should differ considerably between renal artery endothelial cells and endothelial cells experiencing unidirectional flow فى الموقع. The observations outlined above prompted us to examine the detailed distributions of cytoskeletal components and associated proteins. Here, we carefully compared the cytoskeletal components of endothelial cells in the renal artery with those of unperturbed arterial and venous endothelial cells. The results indicated that the cytoskeletal components of endothelial cells in the renal artery showed quiet different distribution patterns from the stress fibers in unperturbed aortic and venous endothelial cells.


Microtubules

  • are straight, hollow cylinders whose wall is made up of a ring of 13 "protofilaments"
  • have a diameter of about 25 nm
  • are variable in length but can grow 1000 times as long as they are wide
  • are built by the assembly of dimers of alpha tubulin و beta tubulin
  • are found in both animal and plant cells. In plant cells, microtubules are created at many sites scattered through the cell. In animal cells, the microtubules originate at the جسيم مركزي.
  • The attached end is called the minus end the other end is the plus end.
  • grow at the plus end by the polymerization of tubulin dimers (powered by the hydrolysis of GTP), and
  • shrink by the release of tubulin dimers (depolymerization) at the same end.

Microtubules participate in a wide variety of cell activities. Most involve motion. The motion is provided by protein "motors" that use the energy of ATP to move along the microtubule.

Microtubule motors

  • kinesins (most of these move toward the plus end of the microtubules) and
  • dyneins (which move toward the minus end).
  • The rapid transport of organelles, like vesicles and mitochondria, along the axons of neurons takes place along microtubules with their plus ends pointed toward the end of the axon. The motors are kinesins.
  • The migration of chromosomes in mitosis and meiosis takes place on microtubules that make up the spindle fibers. Both kinesins and dyneins are used as motors [Link].
    • Vincristine, a drug found in the Madagascar periwinkle (a wildflower), binds to tubulin dimers preventing the assembly of microtubules. This halts cells in metaphase of mitosis.
    • Taxol®, a drug found in the bark of the Pacific yew, prevents depolymerization of the microtubules of the spindle fiber. This, in turn, stops chromosome movement, and thus prevents the completion of mitosis.

    Because the hallmark of cancer cells is uncontrolled mitosis, both vincristine and Taxol are used as anticancer drugs

    Cilia and Flagella

    Cilia and flagella are built from arrays of microtubules. They are discussed on a separate page. Link to it.


    The Function Of a Cytoskeleton

    Through a series of intercellular proteins, the cytoskeleton gives a cell its shape, offers support, and facilitates movement through three main components: microfilaments, intermediate filaments, and microtubules. The cytoskeleton helps the cell move in its environment and controls the movement of all of the cell's interior workings.

    Microfilaments are the smallest of the three parts of the cytoskeleton, as they are only around seven nanometers in diameter. These helically shaped filaments are made up of G-actin proteins. Intermediate filaments are slightly larger at eight to twelve nanometers around, and these keratin-based filaments are twisted around each other to form a cord shape. Microtubules are made of stronger proteins that form long, hollow cylinders. They are the largest of the three at twenty-five nanometers.

    The microtubules have three different functions which contribute to the job of the cytoskeleton. They make up the centrioles in a cell, they are the base of both the flagella and cilia of a cell, and they function as the pathway thatthe transport vesicles move along.


    شاهد الفيديو: Human Biology: Lecture: 7 cytoskeleton (قد 2022).


تعليقات:

  1. Taugami

    موقع رائع! شكرا لكونك! هذا نحن…

  2. Leilani

    مناقشة لا تنتهي :)

  3. Nikosho

    رسالة موثوقة :) ، متعة ...



اكتب رسالة