الهيكل الخلوي

ال الهيكل الخلوي يتكون من شبكة قابلة للتغيير ديناميكيًا من ثلاثة خيوط بروتينية مختلفة في سيتوبلازم الخلايا.

أنها تعطي الخلية والهياكل التنظيمية داخل الخلايا مثل بنية العضيات والحويصلات والاستقرار والتنقل الداخلي (الحركة). تبرز بعض الخيوط من الخلية من أجل دعم حركة الخلية أو النقل الموجه للأجسام الغريبة على شكل أهداب أو سوط.

ما هو الهيكل الخلوي؟

يتكون الهيكل الخلوي للخلايا البشرية من ثلاث فئات مختلفة من خيوط البروتين. تعمل الخيوط الدقيقة (خيوط الأكتين) التي يبلغ قطرها من 7 إلى 8 نانومتر ، والتي تتكون أساسًا من بروتينات الأكتين ، على استقرار شكل الخلية الخارجية وحركية الخلية ككل ، وكذلك الهياكل داخل الخلايا.

في خلايا العضلات ، تمكّن خيوط الأكتين العضلات من الانقباض بطريقة منسقة. توفر الخيوط الوسيطة ، التي يبلغ سمكها حوالي 10 نانومتر ، قوة ميكانيكية وهيكل للخلية. لا يشاركون في حركية الخلية. تتكون الخيوط الوسيطة من العديد من البروتينات وثنائيات البروتينات ، والتي تتحد لتشكل حزمًا جرحًا مثل الحبال (ليفية طن) وهي هياكل شديدة المقاومة للدموع. يمكن تقسيم الخيوط الوسيطة إلى 6 أنواع مختلفة على الأقل بمهام مختلفة.

تتكون الفئة الثالثة من الخيوط من أنابيب صغيرة ، الأنابيب الدقيقة ، يبلغ قطرها الخارجي 25 نانومتر. وهي مكونة من بوليمرات ثنائيات التوبولين وهي مسؤولة بشكل أساسي عن جميع أنواع الحركة داخل الخلايا وعن حركية الخلايا نفسها. ولدعم حركة الخلايا الذاتية ، يمكن للأنابيب الدقيقة على شكل أهداب أو سوط أن تشكل عمليات خلوية تبرز من الخلية. يتم تنظيم شبكة الأنابيب الدقيقة في الغالب من centromere وتخضع لتغيرات ديناميكية للغاية.

التشريح والهيكل

مجموعات المواد الخيوط الدقيقة والخيوط الوسيطة (IF) والأنابيب الدقيقة (MT) ، وكلها مخصصة للهيكل الخلوي ، موجودة في كل مكان تقريبًا داخل السيتوبلازم وأيضًا داخل نواة الخلية.

تتكون اللبنات الأساسية لخيوط المايكرو أو الأكتين في البشر من 6 بروتينات الأكتين الإسوية الشكل ، كل منها يختلف فقط عن طريق عدد قليل من الأحماض الأمينية. يربط بروتين الأكتين الأحادي (G-actin) النوكليوتيد ATP ويشكل سلاسل جزيئية طويلة من مونومرات الأكتين عن طريق فصل مجموعة فوسفات ، اثنان منها متصلان لتشكيل خيوط أكتين حلزونية. تختلف خيوط الأكتين في العضلات الملساء والمخططة وعضلات القلب وخيوط الأكتين غير العضلية بعضها عن بعض قليلاً. يخضع تراكم وانهيار خيوط الأكتين لعمليات ديناميكية للغاية والتكيف مع المتطلبات.

تتكون الخيوط الوسيطة من بروتينات هيكلية مختلفة ولها قوة شد عالية مع مقطع عرضي من حوالي 8 إلى 11 نانومتر. تنقسم الخيوط الوسيطة إلى خمس فئات: الكيراتين الحمضي ، والكيراتين الأساسي ، ونوع desmin ، والخيوط العصبية ، والنوع الصفائحي. بينما تحدث الكيراتين في الخلايا الظهارية ، توجد خيوط من نوع desmin في خلايا العضلات للعضلات الملساء والمخططة وكذلك في خلايا عضلة القلب. تتكون الخيوط العصبية الموجودة في جميع الخلايا العصبية تقريبًا من بروتينات مثل Internexin و Nestin و NF-L و NF-M وغيرها. تم العثور على خيوط وسيطة من نوع lamin في جميع نوى الخلية داخل الغشاء النووي في karyoplasm.

الوظيفة والمهام

لا تقتصر وظيفة ومهام الهيكل الخلوي بأي حال من الأحوال على الشكل الهيكلي واستقرار الخلايا. تعمل الألياف الدقيقة ، الموجودة بشكل أساسي في هياكل تشبه الشبكة مباشرة على غشاء البلازما ، على استقرار الشكل الخارجي للخلايا. لكنها تشكل أيضًا نتوءات غشائية مثل الأرجل الكاذبة. تضمن البروتينات الحركية ، التي تُبنى منها الألياف الدقيقة في خلايا العضلات ، التقلصات الضرورية للعضلات.

تعتبر الخيوط الوسيطة ذات قوة الشد العالية للغاية ذات أهمية قصوى للقوة الميكانيكية للخلايا. لديهم أيضًا عدد من الوظائف الأخرى. ترتبط خيوط الكيراتين في الخلايا الظهارية بشكل غير مباشر ميكانيكيًا ببعضها البعض عبر الديسموسومات ، بحيث يتلقى نسيج الجلد قوة ثنائية الأبعاد تشبه المصفوفة. ترتبط IFs بمجموعات المواد الأخرى في الهيكل الخلوي عبر البروتينات المرتبطة بالخيوط الوسيطة (IFAPs) ، مما يضمن تبادلًا معينًا للمعلومات والقوة الميكانيكية للأنسجة المقابلة. هذا يخلق هياكل مرتبة داخل الهيكل الخلوي. تضمن الإنزيمات مثل الكينازات والفوسفاتيز بناء الشبكات وإعادة هيكلتها وتفككها بسرعة.

تعمل أنواع مختلفة من الخيوط العصبية على استقرار الأنسجة العصبية. تتحكم اللامينات في انهيار غشاء الخلية أثناء انقسام الخلية وإعادة بنائها اللاحق. الأنابيب الدقيقة هي المسؤولة عن مهام مثل التحكم في نقل العضيات والحويصلات داخل الخلية وتنظيم الكروموسومات أثناء الانقسام. في الخلايا التي تطور فيها الأنابيب الدقيقة الميكروفيلي أو الأهداب أو الأسواط أو الأسواط ، تضمن MTs أيضًا حركة الخلية بأكملها أو تتولى إزالة المخاط أو الأجسام الغريبة مثل. ب- في القصبة الهوائية وقناة الأذن الخارجية.

يمكنك العثور على أدويتك هنا

الأمراض

يمكن أن تنتج الاضطرابات في عملية التمثيل الغذائي للهيكل الخلوي إما عن عيوب وراثية أو من السموم الموردة من الخارج. يعد الحثل العضلي الدوشيني من أكثر الأمراض الوراثية شيوعًا المرتبطة باضطراب تخليق البروتين الغشائي للعضلات.

يمنع الخلل الجيني تكوين الديستروفين ، وهو بروتين هيكلي مطلوب في الألياف العضلية للعضلات الهيكلية المخططة. يحدث المرض في الطفولة المبكرة مع مسار تقدمي. يمكن أن يكون للكيراتين المتحول آثار خطيرة. يؤدي السماك ، أو ما يسمى بمرض قشور الأسماك ، إلى فرط التقرن ، وهو اختلال التوازن بين إنتاج قشور الجلد وتقشيرها ، بسبب عيب جيني واحد أو أكثر في الكروموسوم 12. السماك هو المرض الوراثي الأكثر شيوعًا للجلد ويتطلب علاجًا مكثفًا ، ومع ذلك ، لا يمكن إلا أن يخفف الأعراض.

عيوب وراثية أخرى تؤدي إلى تعطيل التمثيل الغذائي للخيوط العصبية تسبب ض. ب- التصلب الجانبي الضموري (ALS). بعض السموم الفطرية المعروفة (سموم الفطريات) مثل تلك الموجودة في غاريكات العفن والذباب تعطل عملية التمثيل الغذائي لخيوط الأكتين. يستخدم الكولشيسين ، وهو سم الزعفران في الخريف ، والتاكسول ، الذي يتم الحصول عليه من أشجار الطقسوس ، خصيصًا لعلاج الأورام. يتدخلون في عملية التمثيل الغذائي للأنابيب الدقيقة.