Hücre İskeleti: Tanımı, Yapısı ve İşlevi (Diyagramlı)

Muhtemelen kendi iskeletinizin hayatınızda oynadığı rolü zaten biliyorsunuzdur; vücudunuza yapı kazandırır ve hareket etmenize yardımcı olur.

Onsuz, hareket eden, işleyen bir insandan çok bir insan damlası gibi olurdunuz. Adından da anlaşılacağı gibi, hücre iskeleti prokaryotik ve prokaryotlarda çok benzer bir amaca hizmet eder. ökaryotik hücreler.

Hücrelerin yuvarlak görünmesini ve yapışkan kürelere çökmesini engelleyen şeyin ne olduğunu hiç merak ettiniz mi? Ya da hücrenin içindeki organellerin sayısı nasıldır ve hücre içinde nasıl hareket eder ya da hücrenin kendisi nasıl hareket eder? Hücreler, tüm bu işlevler için bir hücre iskeletine güvenir.

Hücre iskeletinin önemli yapısal birimi, gerçekten de hücredeki protein liflerinden oluşan bir ağdır. hücreye şeklini veren ve hücre gibi önemli işlevleri yerine getirmesini sağlayan sitoplazma hareket.

Diğer hücrenin organelleri ve işlevleri hakkında daha fazla bilgi edinin.

Bazı insanlar hücreleri yapılandırılmamış olarak hayal edebilirken, hücre biyolojisinde kullanılan güçlü mikroskoplar, hücrelerin çok organize olduğunu ortaya koymaktadır.

Bir ana bileşen, bu organizasyon şeklini ve seviyesini korumak için hayati öneme sahiptir: hücre iskeleti hücrenin. Hücre iskeletini oluşturan protein filamentleri, hücre boyunca bir lif ağı oluşturur.

Bu ağ, plazma zarına yapısal destek verir, organelleri uygun konumlarında stabilize etmeye yardımcı olur ve hücrenin içeriğini gerektiği gibi karıştırmasını sağlar. Bazı hücre tipleri için hücre iskeleti, hücrenin özel yapılar kullanarak hareket etmesini ve seyahat etmesini bile mümkün kılar.

Bunlar, hücre hareketi için gerektiğinde protein filamentlerinden oluşur.

Hücre iskeletinin hücreyi şekillendirmek için sağladığı hizmet çok mantıklı. İnsan iskeleti gibi, hücre iskeleti protein ağı da yapısal destek oluşturur. hücrenin bütünlüğünü korumak ve hücre içine çökmesini önlemek için çok önemlidir. komşular.

Çok sıvı zarlara sahip hücreler için, hücre iskeletini oluşturan protein ağı, hücre içeriğini hücre içinde tutmak için özellikle önemlidir.

buna denir zar bütünlüğü.

Bazı son derece uzmanlaşmış hücreler, yapısal destek için hücre iskeletine de güvenir.

Bu hücreler için hücrenin benzersiz şeklini korumak, hücrenin düzgün çalışmasını mümkün kılar. Bunlar şunları içerir: nöronlarveya yuvarlak hücre gövdeleri, dendrit adı verilen dallı kolları ve uzatılmış kuyrukları olan beyin hücreleri.

Bu karakteristik hücre şekli, nöronların dendrit kollarını kullanarak sinyalleri yakalamasını mümkün kılar. ve bu sinyalleri akson kuyruklarından komşu bir beynin bekleyen dendritlerine iletir. hücre. Beyin hücreleri birbirleriyle bu şekilde iletişim kurar.

Hücrelerin, hücre iskeletinin protein lif ağının onlara sağladığı organizasyondan faydalanması da mantıklıdır. İnsan vücudunda 200'den fazla hücre türü vardır ve gezegendeki her insanda toplamda yaklaşık 30 trilyon hücre vardır.

Tüm bu hücrelerdeki organeller çok çeşitli görevleri yerine getirmelidir. hücre süreçleriBiyomolekülleri inşa etmek ve parçalamak, vücudun kullanması için enerjiyi serbest bırakmak ve yaşamı mümkün kılan bir dizi kimyasal reaksiyonu gerçekleştirmek gibi.

Bu işlevlerin tüm organizma düzeyinde iyi çalışması için, her hücrenin benzer bir yapıya ve işleri yapma şekline ihtiyacı vardır.

Bu önemli rolleri yerine getirmek için hücre iskeleti üç farklı tipte filamente dayanır:

1. mikrotübüller
2. ara filamentler
3. mikrofilamentler

Bu liflerin hepsi o kadar sonsuz küçüktür ki çıplak gözle tamamen görünmezler. Bilim adamları onları ancak icadından sonra keşfettiler. elektron mikroskobu hücrenin içini görünür hale getirdi.

Bu protein liflerinin ne kadar küçük olduğunu görselleştirmek için, protein nanometre, bazen nm olarak yazılır. Bir inçin bir ölçü birimi olması gibi, nanometre de bir ölçü birimidir.

Kök kelimeden tahmin etmiş olabilirsiniz metre nanometre biriminin, tıpkı bir santimetrenin yaptığı gibi, metrik sisteme ait olduğunu.

Bilim adamları, atomlar ve ışık dalgaları gibi son derece küçük şeyleri ölçmek için nanometre kullanır.

Bunun nedeni, bir nanometrenin bir metrenin milyarda birine eşit olmasıdır. Bunun anlamı, dönüştürüldüğünde yaklaşık 3 fit uzunluğunda olan bir metre ölçüm çubuğu aldıysanız, Amerikan ölçüm sistemi ve onu bir milyar eşit parçaya bölün, tek bir parça bire eşit olur nanometre.

Şimdi hücrenin hücre iskeletini oluşturan protein liflerini kesebileceğinizi ve hücre iskeletini ölçebileceğinizi hayal edin. çap kesilen yüz boyunca.

Her bir lif, filamentin tipine bağlı olarak 3 ila 25 nanometre çapında ölçülür. Bağlam için, bir insan saçı 75.000 nanometre çapındadır. Gördüğünüz gibi, hücre iskeletini oluşturan filamentler inanılmaz derecede küçüktür.

mikrotübüller Hücre iskeletinin üç lifinin en büyüğüdür ve çapı 20 ila 25 nanometre arasında değişir. ara filamentler hücre iskeletinin orta büyüklükteki lifleridir ve çapları yaklaşık 10 nanometredir.

Hücre iskeletinde bulunan en küçük protein filamentleri şunlardır: mikrofilamentler. Bu iplik benzeri liflerin çapı sadece 3 ila 6 nanometredir.

Gerçek dünya terimleriyle, ortalama bir insan saçının çapından 25.000 kat daha küçüktür.

•••bilim

Mikrotübüller isimlerini hem genel şekillerinden hem de içerdikleri protein türünden alırlar. Tüp benzeridirler ve tekrarlayan alfa- ve beta-tübülin birimlerinden oluşurlar. proteinpolimerler birbirine bağlama.

Hücrelerdeki mikrotübüllerin ana işlevi hakkında daha fazla bilgi edinin.

Mikrotübül filamentlerini bir elektron mikroskobu altında inceleyecek olsaydınız, bunlar sıkı bir spiral kafes halinde bükülmüş küçük protein zincirleri gibi görünürlerdi.

Her protein birimi etrafındaki tüm birimlere bağlanarak çok güçlü, çok katı bir yapı oluşturur. Aslında mikrotübüller, bitki hücreleri gibi hücre duvarları olmayan hayvan hücrelerinde bulabileceğiniz en katı yapısal bileşendir.

Ancak mikrotübüller sadece katı değildir. Ayrıca sıkıştırma ve bükülme kuvvetlerine karşı da direnç gösterirler. Bu kalite, mikrotübülün, basınç altında bile hücre şeklini ve bütünlüğünü koruma yeteneğini arttırır.

Mikrotübüller ayrıca hücreye polarite, bu, hücrenin iki benzersiz tarafı veya kutbu olduğu anlamına gelir. Bu kutupluluk, hücrenin organeller ve organeller gibi bileşenlerini organize etmesini mümkün kılan şeyin bir parçasıdır. hücre iskeletinin diğer kısımları, çünkü hücreye, bu bileşenleri hücreye göre yönlendirmek için bir yol verir. kutuplar.

Mikrotübüller ayrıca hücre içeriğinin hücre içindeki hareketini de destekler.

Mikrotübül filamentleri, hücrede demiryolu rayları veya otoyollar gibi davranan izler oluşturur. Vezikül taşıyıcılar sitoplazmada hücre yükünü hareket ettirmek için bu izleri takip edin. Bu izler, yanlış katlanmış proteinler, eski veya kırık organeller ve bakteri ve virüsler gibi patojen istilacılar gibi istenmeyen hücre içeriklerinin çıkarılması için çok önemlidir.

Vezikül taşıyıcıları, bu kargoyu hücrenin geri dönüşüm merkezine taşımak için doğru mikrotübül yolunu takip eder. lizozom. Orada, lizozom bazı kısımları kurtarır ve yeniden kullanır ve diğer kısımları bozar.

Ray sistemi ayrıca hücrenin proteinler ve lipitler gibi yeni oluşturulmuş biyomolekülleri üretim organellerinden dışarı ve hücrenin moleküllere ihtiyaç duyduğu yerlere taşımasına yardımcı olur.

Örneğin vezikül taşıyıcıları, hücre zarı proteinlerini organellerden hücre zarına taşımak için mikrotübül izlerini kullanır.

Sadece bazı hücreler kullanabilir hücre hareketi seyahat etmek ve genellikle mikrotübül liflerinden yapılmış özel hareketli yapılara dayananlar.

Sperm hücresi muhtemelen bu seyahat eden hücreleri görselleştirmenin en kolay yoludur.

Bildiğiniz gibi, sperm hücreleri biraz uzun kuyruklu iribaşlara benziyor veya kamçı, hedeflerine yüzmek ve bir yumurta hücresini döllemek için kırbaçladıkları. Sperm kuyruğu tübülinden yapılmıştır ve hücre hareketi için kullanılan bir mikrotübül filamentinin bir örneğidir.

İyi bilinen bir diğer hareketli yapı da üremede rol oynar. kirpikler. Bu tüy benzeri hareketli yapılar, fallop tüplerini hizalar ve yumurtayı fallop tüpünden rahme doğru hareket ettirmek için bir sallama hareketi kullanır. Bu kirpikler mikrotübül lifleridir.

Ara filamentler, hücre iskeletinde bulunan ikinci tip liflerdir. Tek rolleri yapısal destek olduğu için bunları hücrenin gerçek iskeleti olarak hayal edebilirsiniz. Bu protein lifleri şunları içerir: keratin, vücut bakım ürünlerinden tanıyabileceğiniz yaygın bir proteindir.

Bu protein, insan saçı ve tırnaklarının yanı sıra cildin üst tabakasını oluşturur. Aynı zamanda diğer hayvanların boynuzlarını, pençelerini ve toynaklarını oluşturan proteindir. Keratin çok güçlüdür ve hasara karşı koruma için faydalıdır.

Ara filamentlerin ana rolü, yapısal proteinlerin matrisinin oluşumudur. hücre zarı. Bu, hücreye yapı ve şekil veren destekleyici bir ağ gibidir. Ayrıca hücreye bir miktar esneklik kazandırarak stres altında esnek bir şekilde yanıt vermesini sağlar.

Ara filamentlerin yaptığı önemli işlerden biri de organellerin hücre içinde doğru yerde tutulmasına yardımcı olmaktır. Örneğin, ara filamentler, çekirdeği hücre içindeki uygun yerine tutturur.

Bu sabitleme, hücre süreçleri için çok önemlidir, çünkü bir hücrenin içindeki çeşitli organeller, bu hücre işlevlerini yerine getirmek için birlikte çalışmalıdır. durumunda çekirdek, bu önemli organeli hücre iskeleti matrisine bağlamak, DNA'ya dayanan organellerin çekirdekten işlerini yapmak için gelen talimatlar, habercileri kullanarak bu bilgilere kolayca erişebilir ve taşıyıcılar.

Çekirdek sabitlenmemiş olsaydı bu önemli görev imkansız olabilirdi çünkü bu haberciler ve taşıyıcılar, dolaşan bir çekirdek için sitoplazmada arama yapmak için dolaşmaları gerekecekti!

Mikrofilamentler olarak da adlandırılan Aktin filamentleri, spiral bir çubuğa bükülmüş aktin protein zincirleridir. Bu protein en iyi kas hücrelerindeki rolü ile bilinir. Orada, adı verilen başka bir proteinle çalışırlar. miyozin kas kasılmasını sağlamak için.

Hücre iskeleti söz konusu olduğunda, mikrofilamentler sadece en küçük lifler değildir. Aynı zamanda en dinamik olanlardır. Tüm hücre iskeleti lifleri gibi, mikrofilamentler de hücreye yapısal destek verir. Eşsiz özellikleri nedeniyle, mikrofilamentler hücrenin kenarlarında görünme eğilimindedir.

Aktin filamentlerinin dinamik doğası, bu protein liflerinin hücrenin değişen yapısal ihtiyaçlarını karşılamak için uzunluklarını hızla değiştirebileceği anlamına gelir. Bu, hücrenin şeklini, boyutunu ve hatta şeklini değiştirmesini mümkün kılar. özel projeksiyonlar gibi hücrenin dışına uzanan filopodia, lamellipodia ve mikrovillus.

Hayal edebilirsin filopodia Bir hücrenin çevresindeki çevreyi algılamak, kimyasal ipuçlarını toplamak ve hatta hareket ediyorsa hücrenin yönünü değiştirmek için yansıttığı duyargalar olarak. Bilim adamları bazen filopodia olarak da adlandırılırlar. mikro sivri uçlar.

Filopodia, başka bir tür özel projeksiyonun bir parçasını oluşturabilir, lamellipodia. Bu, hücrenin hareket etmesine ve seyahat etmesine yardımcı olan ayak benzeri bir yapıdır.

mikrovillus difüzyon sırasında hücre tarafından kullanılan küçük kıllar veya parmaklar gibidir. Bu çıkıntıların şekli, yüzey alanını arttırır, böylece moleküllerin absorpsiyon gibi işlemler yoluyla zar boyunca hareket etmesi için daha fazla alan olur.

Bu parmaklar aynı zamanda büyüleyici bir işlevi yerine getirir. sitoplazma akışı.

Bu, aktin filamentleri sitoplazmayı hareket ettirmek için taradığında meydana gelir. Sitoplazma akışı artırır yayılma ve besin maddeleri gibi istenen malzemeleri ve atık ve hücre artıkları gibi istenmeyen malzemeleri hücre içinde hareket ettirmeye yardımcı olur.