שלד הרחם: הגדרה, מבנה ותפקוד (עם תרשים)

אתה בטח כבר יודע את התפקיד שמגלם השלד שלך בחיים שלך; זה נותן מבנה גופך ועוזר לך לנוע.

בלעדיה היית דומה יותר לבעבוע אנושי מאשר לאדם נע ומתפקד. כמו ששמו מרמז, השלד הציטו משרת מטרה דומה מאוד בפרוקריוטי וב- תאים איקריוטיים.

האם תהית אי פעם מה גורם לתאים להיראות עגולים ומונע מהם להתמוטט לכדורים דקים? או כיצד אברונים רבים בתוך התא מתארגנים ומתניידים בתוך התא, או כיצד התא עצמו נע? תאים מסתמכים על שלד ציטוט לכל הפונקציות הללו.

היחידה המבנית החשובה של השלד הציטו הוא באמת רשת של סיבי חלבון ב ציטופלזמה המעניקה לתא את צורתו ומאפשרת לו לבצע פונקציות חשובות, כגון תא תְנוּעָה.

קרא עוד על האברונים והתפקודים של התא האחר.

בעוד שאנשים מסוימים עשויים לדמיין תאים כבלתי מובנים, מיקרוסקופים חזקים המשמשים בביולוגיה של תאים מגלים שהתאים מסודרים מאוד.

מרכיב עיקרי אחד חיוני לשמירה על צורה ורמת ארגון זו: שלד ציטו של התא. חוטי החלבון המרכיבים את השלד הציטו יוצרים רשת סיבים דרך התא.

רשת זו מעניקה תמיכה מבנית לקרום הפלזמה, מסייעת בייצוב האברונים במיקומם הנכון ומאפשרת לתא לדשדש את תכולתו לפי הצורך. עבור סוגים מסוימים של תאים, השלד הציטו אפילו מאפשר לתא לנוע ולנסוע באמצעות מבנים מיוחדים.

אלה נוצרים מחוטי החלבון בעת ​​הצורך לצורך תנועת תאים.

השירות שהשלד הציטוני מספק לעיצוב התא הגיוני מאוד. בדומה לשלד האנושי, רשת חלבוני הציטו-שלד יוצרת תמיכה מבנית כלומר חיוני לשמירה על שלמות התא ולמניעת קריסתו לתא שלו שכנים.

עבור תאים עם ממברנות נוזליות מאוד, רשת החלבונים המרכיבים את השלד הציטוני חשובה במיוחד לשמירה על תכולת התא בתוך התא.

זה נקרא שלמות הממברנה.

חלק מהתאים המתמחים ביותר מסתמכים גם על השלד על מנת לקבל תמיכה מבנית.

עבור תאים אלה, שמירה על צורתו הייחודית של התא מאפשרת לתא לתפקד כראוי. אלו כוללים נוירונים, או תאי מוח, בעלי גופי תאים עגולים, זרועות מסועפות הנקראות דנדריטים וזנבות נמתחים.

צורת תא אופיינית זו מאפשרת לתאי עצב לתפוס אותות באמצעות זרועות הדנדריט שלהם ולהעביר את האותות הללו דרך זנבות האקסון שלהם אל הדנדריטים הממתינים של מוח שכנה תָא. כך מתקשרים תאי מוח זה עם זה.

זה גם הגיוני שתאים מרוויחים מהארגון שרשת סיבי החלבון של השלד הציטוני מעניקה להם. ישנם למעלה מ 200 סוגי תאים בגוף האדם וסך כולל של כ 30 טריליון תאים בכל אדם ואדם על פני כדור הארץ.

האברונים בכל התאים הללו חייבים לבצע מגוון רחב של תהליכי תאים, כמו בנייה ופירוק ביומולקולות, שחרור אנרגיה לגוף לשימוש וביצוע שלל תגובות כימיות המאפשרות חיים.

כדי שתפקודים אלה יעבדו היטב ברמת אורגניזם שלם, כל תא זקוק למבנה ודרך פעולה דומה.

כדי לבצע את התפקידים החשובים האלה, השלד מסתמך על שלושה סוגים שונים של נימים:

1. מיקרובוביות
2. חוטים בינוניים
3. מיקרופילמנטים

סיבים אלה הם קטנים כל כך עד אינסוף שהם נראים לחלוטין לעין בלתי מזוינת. מדענים גילו אותם רק לאחר המצאת ה- מיקרוסקופ אלקטרונים הביא את פנים התא לתצוגה.

כדי לדמיין כמה קטנים סיבי החלבון האלה, כדאי להבין את הרעיון של ננומטר, שלעתים נכתב כ- nm. ננומטרים הם יחידות מידה בדיוק כמו שסנטימטר הוא יחידת מדידה.

יכול להיות שניחשת ממילת השורש מטר שיחידת הננומטר שייכת למערכת המטרית, בדיוק כמו סנטימטר.

מדענים משתמשים בננומטרים למדידת דברים קטנים במיוחד, כמו אטומים וגלי אור.

הסיבה לכך היא שננומטר אחד שווה מיליארד מטר. פירוש הדבר שאם לקחת מקל מדידה של מטר, שאורכו כ -3 מטר כאשר המירו אותו ל מערכת מדידה אמריקאית, ולשבור אותה למיליארד חתיכות שוות, חתיכה אחת תהיה שווה אחת ננומטר.

עכשיו תאר לעצמך שתוכל לחתוך את חוטי החלבון המרכיבים את שלד התא ולמדוד את קוֹטֶר על פני הפנים החתוכות.

כל סיב היה מודד בין 3 ל -25 ננומטר בקוטר, תלוי בסוג הנימה. בהקשר, קוטר שיער אדם הוא 75,000 ננומטר. כפי שאתה יכול לראות, החוטים המרכיבים את השלד הרחב הם קטנים להפליא.

מיקרובוביות הם הגדולים מבין שלושת הסיבים של השלד הציטודי, שעוברים בקוטר של 20 עד 25 ננומטר. חוטים בינוניים הם הסיבים הבינוניים של השלד הציטוני וקוטרם כ -10 ננומטר.

חוטי החלבון הקטנים ביותר שנמצאו בשלד הציטו הם מיקרופילמנטים. סיבים דמויי חוט אלה בקוטר של 3 עד 6 ננומטר בלבד.

במונחים של עולם אמיתי, זה קטן פי 25,000 מקוטר שיער אנושי ממוצע.

•••מדע

צינורות מיקרו מקבלים את שמם הן מצורתם הכללית והן מסוג החלבון שהם מכילים. הם דמויי צינורות ונוצרים מיחידות חוזרות של אלפא ובטא-טובולין חֶלְבּוֹןפולימרים מקשרים יחד.

קרא עוד על הפונקציה העיקרית של מיקרו-צינורות בתאים.

אם היית רואה חוטים מיקרו-צינורות תחת מיקרוסקופ אלקטרונים, הם היו נראים כמו שרשראות של חלבונים קטנים המפותלים יחד לסריג ספירלי הדוק.

כל יחידת חלבון נקשרת עם כל היחידות סביבה, ומייצרת מבנה חזק מאוד ונוקשה. למעשה, צינורות מיקרו הם המרכיב המבני הנוקשה ביותר שתוכלו למצוא בתאי בעלי חיים, שאין להם דפנות תאים כמו שיש לתאי הצמח.

אבל צינורות מיקרו אינם סתם נוקשים. הם גם מתנגדים לכוחות דחיסה וסיבוב. איכות זו מגדילה את יכולתו של צינור המיקרו לשמור על צורת התא ושלמותו, גם בלחץ.

מיקרו צינורות נותנים גם את התא קוטביות, כלומר לתא יש שני צדדים או מוטות ייחודיים. קוטביות זו היא חלק ממה שמאפשר לתא לארגן את מרכיביו, כגון אברונים ו חלקים אחרים של השלד הציטוני, מכיוון שהוא נותן לתא דרך לכוון את אותם רכיבים ביחס ל- מוטות.

מיקרובוביות תומכות גם בתנועה של תוכן התא בתוך התא.

החוטים המיקרובולים יוצרים מסילות, שפועלות כמו פסי רכבת או כבישים מהירים בתא. מובילי שלפוחית עקוב אחר המסלולים האלה כדי להעביר מטען תאים בציטופלזמה. מסלולים אלו הם חיוניים להסרת תוכן לא רצוי של תאים כמו חלבונים מקופלים בצורה שגויה, אברונים ישנים או שבורים ופולשים לפתוגנים, כגון חיידקים ווירוסים.

מובילי שלפוחית ​​פשוט עוקבים אחר מסלול המיקרו-צינורות הנכון בכדי להעביר מטען זה למרכז המיחזור של התא ליזוזום. שם, הליזוזום מציל שימוש חוזר בחלקים מסוימים ומשפיל חלקים אחרים.

מערכת המסלולים מסייעת גם לתא להעביר ביומולקולות שזה עתה נבנו, כמו חלבונים ושומנים, אל מחוץ לאברונים המייצרים ולמקומות שהתא זקוק למולקולות.

לדוגמא, מובילי שלפוחית ​​משתמשים במסלולי מיקרובולה כדי להעביר חלבוני קרום התא מהאברונים לקרום התא.

רק חלק מהתאים יכולים להשתמש תנועת תאים לנסוע, ואלו שבדרך כלל מסתמכים על מבני תנועה מיוחדים העשויים מסיבי מיקרובולה.

תא הזרע הוא כנראה הדרך הקלה ביותר לדמיין תאים נודדים אלה.

כידוע, תאי זרע נראים קצת כמו ראשנים עם זנבות ארוכים, או flagella, אותם הם מצליפים על מנת לשחות ליעדם ולהפרות תא ביצה. זנב הזרע עשוי טובולין ומהווה דוגמה לנימה מיקרו-צינורית המשמשת לתנועת תאים.

מבנה תנועתי ידוע נוסף ממלא תפקיד גם ברבייה סיליה. מבנים תנועתיות שערות אלה מרפדים את החצוצרות ומשתמשים בתנועת גלי כדי להעביר את הביצה דרך החצוצרה ואל הרחם. סיליות אלה הן סיבי מיקרובולה.

חוטים בינוניים הם הסוג השני של הסיבים שנמצאים בשלד הציטו. אתה יכול לדמיין אותם כשלד האמיתי של התא שכן תפקידם היחיד הוא תמיכה מבנית. סיבי חלבון אלה מכילים קרטין, שהוא חלבון נפוץ שאתה עשוי לזהות ממוצרי טיפוח לגוף.

חלבון זה מרכיב שיער אנושי וציפורניים כמו גם את השכבה העליונה של העור. זהו גם החלבון היוצר קרניים, טפרים ופרסות של בעלי חיים אחרים. קרטין חזק מאוד ושימושי להגנה מפני נזק.

התפקיד העיקרי של חוטים ביניים הוא היווצרות המטריצה ​​של חלבונים מבניים מתחת ל קרום תא. זה כמו רשת תומכת הנותנת מבנה וצורה לתא. זה גם מעניק גמישות מסוימת לתא, ומאפשר לו להגיב בגמישות תחת לחץ.

אחת התפקידים החשובים שמבצעים חוטים בינוניים היא לעזור להחזיק אברונים במקומות הנכונים בתא. לדוגמא, חוטים ביניים עוגנים את הגרעין במקומו הנכון בתוך התא.

עיגון זה הוא קריטי לתהליכי תאים מכיוון שהאברונים השונים בתא חייבים לעבוד יחד בכדי לבצע פונקציות תאים אלה. במקרה של גַרעִין, קשירת אברון חשוב זה למטריקס השלד השלד פירושה שהאברונים הנשענים על DNA הוראות מהגרעין לבצע את עבודותיהן יכולות לגשת בקלות למידע זה באמצעות שליחים ו- מובילים.

משימה חשובה זו עשויה להיות בלתי אפשרית אם הגרעין לא היה מעוגן מכיוון שאותם שליחים ומובילים יצטרכו להסתובב בחיפוש אחר הציטופלסמה אחר גרעין נודד!

מיקרופילמנטים, נקראים גם חוטי אקטין, הם שרשראות של חלבוני אקטין המעוותים למוט ספירלה. חלבון זה ידוע בעיקר בזכות תפקידו בתאי השריר. שם הם עובדים עם חלבון אחר שנקרא שְׁרִירָן כדי לאפשר כיווץ שרירים.

כשמדובר בשלד הציטו, מיקרופילמנטים אינם רק הסיבים הקטנים ביותר. הם גם הדינמיים ביותר. כמו כל סיבי השלד הציטודי, מיקרופילמנטים מעניקים לתמיכה תמיכה מבנית. בגלל התכונות הייחודיות שלהם, מיקרופילמנטים נוטים להופיע בקצוות התא.

האופי הדינמי של חוטי האקטין אומר שסיבי חלבון אלה יכולים לשנות את אורכם במהירות כדי לענות על הצרכים המבניים המשתנים של התא. זה מאפשר לתא לשנות את צורתו או גודלו או אפילו צורתו תחזיות מיוחדות הנמשכים מחוץ לתא, כגון פילופודיה, lamellipodia ו מיקרואווילי.

אתה יכול לדמיין פילופודיה כחושים שתא מקרין לחוש את הסביבה סביבו, להרים רמזים כימיים ואפילו לשנות את כיוון התא, אם הוא נע. מדענים מכנים לפעמים גם פילופודיה מיקרוספייקים.

פילופודיה יכולה להוות חלק מסוג אחר של הקרנה מיוחדת, lamellipodia. זהו מבנה דמוי רגליים המסייע לתא לנוע ולנסוע.

מיקרואווילי הם כמו שערות זעירות או אצבעות המשמשות את התא במהלך דיפוזיה. צורת ההשלכות הללו מגדילה את שטח הפנים כך שיש יותר מקום למולקולות לנוע על פני הממברנה באמצעות תהליכים כמו ספיגה.

אצבעות אלו גם מבצעות פונקציה מרתקת הנקראת הזרמת ציטופלזמה.

זה קורה כאשר חוטי האקטין מסרקים דרך הציטופלזמה כדי להניע אותו. הזרמת ציטופלזמה מגבירה ריכוך ועוזר להעביר חומרים מבוקשים, כמו חומרים מזינים, וחומרים לא רצויים, כמו פסולת ופסולת תאים, בתא.