7,8. Citoszkeleton Flashcards
sejtváz (citoszkeleton)
A sejtváz vagy citoszkeleton fehérjeszálakból álló hálózat, mely a sejtek mechanikai stabilitását
biztosítja és rögzíti a sejtszervecskéket. Részt vesz a sejten belüli transzport folyamatokban, a
sejtmozgásokban és a sejtosztódásban is. Különböző vastagságú filamentumokból épül fel
(mikrotubulusok, mikrofilamentumok, intermedier filamentumok).
mikrotubulus
Csőszerű, kb. 25 nm átmérőjű, 13 párhuzamos protofilamentumból álló struktúra, melynek
alapegysége egy alfa és béta tubulinból álló heterodimer. A dimerek GTP kötött állapotban fejfarok irányban szerelődnek össze protofilamentummá, ezzel polarizált szerkezetet hozva létre.
A mikrotubulusok részt vesznek a az eukarióta sejtek citoplazmájának szerveződésében, az
abban található organellumok és molekulakomplexek lokalizálásában, szerkezeti stabilitást
biztosítanak, és irányítják az intracelluláris transzport folyamatokat. Dinamikus struktúrák.
tubulin
Globuláris szerkezetű miktotubulus alegység. Alfa és béta típusa nem kovalens kötéssel
egymáshoz kapcsolódva képez egy tubulindimert. A dimerek polimerizálódva alkotják a
mikrotubulust. A gamma-tubulinok gyűrűket kialakítva nukleációs helyekként szolgálnak a
centroszóma pericentrioláris mátrixában, ahonnan mínusz végükkel kapcsolódva a
mikrotubulusok kiindulnak
Mikrotubulus GTP sapka
A mikrotubulus épülő (+) végén GTP-tartalmú tubulin alegységek vannak, ami GTP sapkát
eredményez. Ennek oka, hogy a polimerizáció során gyorsabb a tubulin beépülés, mint a GTP
hidrolízis, és ezért GTP-kötött tubulinmolekulák halmozódnak fel a mikrotubulus pozitív
végén. A GTP sapka relatív stabilitást kölcsönös a mikrotubulus + végének.
kolhicin
Növényi eredetű alkaloida, (mely az őszi kikericsből - Colchicum autumnale - nyerhető). A
mikrotubulus rendszert károsító vegyület, mely a tubulinhoz kötődve gátolja a polimerizációt,
megakadályozza a mikrotubulusokra jellemző dinamikus instabilitást. Nagy koncentrációban
gyors disszociációt vált ki, a mikrotubulus lebomlását okozza.
mikrofilamentum
Globuláris aktin (G-aktin) monomerekből felépülő hajlékony, fonálszerű, 5-7 nm átmérőjű
szerkezetek. Az aktin monomerek polarizált protofilamentummá polimerizálódnak,
leghatékonyabban az ATP-kötött G-aktin épül be a pozitív (szöges) végen. A mikrofilamentum
(aktinszál) két egymás köré spirálisan tekeredett protofilamentumból áll. Dinamikus struktúrák.
Minden eukarióta sejt fő alkotóelemei, meghatározzák a sejtek alakját, szükségesek a sejtek
helyváltoztatásához, valamint az izmok összehúzódáshoz is.
intermedier filamentum
Fonálszerű struktúrák, melyek vastagsága 10 nm, a sejtek mechanikai stabilitását fokozzák. A
citoszolban található intermedier filamentumok jelenléte szövetspecifikus, pl. a különféle
citokeratinok epiteliális sejtekben találhatók, a vimentin mezenchimális sejtekben és
ráksejtekben, a neurofilamentumok idegsejtekben. A legtöbb eukarióta sejt magjában
megtalálható intermedier filamentumok a laminok.
taposómalom/mozgólépcsőzés
A mikrotubulusokra jellemző jelenség (de magas G-aktin-ATP koncentráció esetén az aktin
fonal is mutatja). Miközben a sejtváz elemek hossza nem változik, mert ugyanannyi alapegység
épül be a plusz-végen, mint amennyi disszociál a mínusz-végen, az egyes molekulák helyzete
időben változik, a plusz-vég felől a mínusz-vég felé áramlanak. Metafázisban a mikrotubulus
mozgólépcsőzése szükséges ahhoz, hogy a kromoszómák felsorakozzanak és elrendeződjenek
az egyenlítőn.
motor fehérje
A motor fehérjék kémiai energiát (általában ATP) alakítanak kinetikus energiává, így
mozognak filamentumok mentén. Fő példák: (1) A kinezin mikrotubulusok mentén a + vég felé
mozgó viszonylag lassú motorfehérje. Többnyire a sejt középpontjából a perifériára szállítja a
sejt anyagait. (2) A dinein mikrotubulusok mínusz vége felé mozgat. A csillókban az axonémák
oldalkarjait alkotja, melyek a mikrotubulus dubletek egymás melletti elcsúszásához
szükségesek. Mind a kinezin, mind a dinein fontos szereppel bírnak a sejtosztódásban. (3). A
miozin aktinszálon halad a plusz vég felé. II-es típusa nagy mennyiségben izomsejtekben van
jelen. Mindhárom motorfehérje ATP-t használ.
dinamikus instabilitás
A mikrotubulusok és mikrofilamentumok dinamikus struktúrák, melyek tubulin dimerek, ill.
aktin monomerek hozzáadásával nőnek, ill. depolimerizációval rövidülnek. Előbbiek GTP-t,
utóbbiak ATP-t igényelnek az összeszerelődéshez. Ha a növekedés hirtelen csökkenésbe csap
át, vagy fordítva, dinamikus instabilitásról beszélünk. A mikrotubulusok dinamikus
instabilitása a mitózis során úgy szabályozódik, hogy anafázisában a kinetochornál
depolimerizáció történik, ami a minusz vég motor fehérjékkel együttműködve a
kromoszómákat a pólusok felé mozgatja.
Lamellipodium, filopodium
A lamellopodium a migráló állati sejtek vezető szélén látható, kilapult, lemezszerű
kitüremkedés, mely aktin filamentumok dinamikusan átépülő hálózatára alapul. Az átépülés
folyamatát monomer G-fehérjék (Rho és Rac) szervezik. A lamellipodiumból kinyúló,
membránnal borított tüskeszerű aktin kötegeket filopódiumnak nevezzük.
aktin szekvesztráló fehérjék
Ezek aktin monomereket, és/vagy aktin filamentumokat kötő fehérjék, melyek a
mikrofilamentumok dinamikus szét-, ill. összeszerelődését befolyásolják. A timozin aktin
monomert szekvesztráló fehérje, mely gátolja a beépülést a filamentum mindkét végén. A
profilin is aktin monomert szekvesztráló fehérje, mely elősegíti a beépülést a filamentum plusz
végén, ugyanakkor gátolja a polimerizációt a mínusz végen. Emellett részt vesz az aktin
monomerek recirkulációjában is.
aktin-kötő toxinok
Az aktinhoz kötődő toxinok, melyek gátolják annak dinamikus szét-, ill. összeszerelődését,
fontos eszközök lehetnek a kutatásban. Pl. (1) a citokalazinok az aktin filamentum plusz
végéhez kötődve gátolják annak polimerizációját. (2) A falloidin a gyilkos galócából (amanita
phalloides) izolált vegyület, mely gátolja a filamentáris aktin depolimerizációját. A
fluoreszkáló festékkel konjugált falloidin alkalmas az aktin citoszkeleton láthatóvá tételére is.
