Sitoskeleton: ciri-ciri, komponen, Fungsi dan Struktur

Sitoskeleton adalah struktur seluler yang terdiri dari filamen. Ini tersebar di seluruh sitoplasma dan fungsinya terutama mendukung, untuk mempertahankan arsitektur dan bentuk seluler. Secara struktural sitoskeleton terdiri dari tiga jenis serat, diklasifikasikan menurut ukurannya. Ini adalah serat aktin, filamen menengah dan mikrotubulus. Masing-masing memberikan sifat spesifik ke jaringan. Interior seluler adalah lingkungan tempat perpindahan dan transit material terjadi. Sitoskeleton memediasi gerakan intraseluler ini.

Sebagai contoh, organel – seperti mitokondria atau badan Golgi – bersifat statis di lingkungan seluler; Mereka bergerak menggunakan sitoskeleton sebagai jalur. Meskipun sitoskeleton jelas mendominasi pada organisme eukariotik, struktur analog telah dilaporkan juga ada pada prokariota.

Ciri-ciri umum

Sitoskeleton adalah struktur yang sangat dinamis yang mewakili “perancah molekul.” Tiga jenis filamen yang membentuknya adalah unit berulang yang dapat membentuk struktur yang sangat berbeda, tergantung pada cara di mana unit-unit mendasar ini digabungkan.

Jika kita ingin membuat analogi dengan kerangka manusia, sitoskeleton setara dengan sistem tulang dan, di samping itu, dengan sistem otot.

Namun, mereka tidak identik dengan tulang karena komponen dapat dirakit dan dihancurkan, yang memungkinkan perubahan bentuk dan memberikan plastisitas pada sel. Komponen sitoskeleton tidak larut dalam deterjen.

Fungsi

Memberi bentuk sel

Seperti namanya, fungsi “intuitif” dari sitoskeleton adalah untuk memberikan stabilitas dan bentuk pada sel. Ketika filamen bergabung dalam jaringan yang rumit ini, ia memberi sel sifat menolak deformasi.

Tanpa struktur ini, sel tidak akan mampu mempertahankan bentuk tertentu. Namun, sitoskeleton adalah struktur dinamis (bertentangan dengan kerangka manusia) yang memberikan sifat pada sel untuk berubah bentuk.

Pergerakan dan persimpangan sel

Banyak komponen seluler terkait dengan jaringan serat yang tersebar di sitoplasma ini, berkontribusi pada penataan ruangnya.

Sebuah sel tidak seeprti kaldu dengan unsur-unsur yang berbeda melayang; Ini bukan entitas statis juga. Sebaliknya, ini adalah matriks terorganisir dengan organel yang terletak di area spesifik, dan proses ini terjadi berkat sitoskeleton.

Sitoskeleton terlibat dalam pergerakan. Ini terjadi berkat protein motorik. Dua elemen ini menggabungkan dan memungkinkan perpindahan di dalam sel.

Sitoskeleton juga berpartisipasi dalam proses fagositosis (suatu proses di mana sel menangkap partikel dari lingkungan eksternal, yang mungkin atau mungkin bukan makanan).

Sitoskeleton memungkinkan sel untuk terhubung ke lingkungan luarnya, secara fisik dan biokimia. Peran konektor inilah yang memungkinkan pembentukan jaringan dan persimpangan sel.

Struktur dan komponen

Sitoskeleton terdiri dari tiga jenis filamen: aktin, filamen menengah (intermediata) dan mikrotubulus.

Saat ini, kandidat baru diusulkan sebagai filamen keempat dari sitoskeleton: septin. Masing-masing bagian ini dijelaskan secara rinci di bawah ini:

Filamen aktin

Filamen aktin memiliki diameter 7 nm. Mereka juga dikenal sebagai mikrofilamen. Monomer yang membentuk filamen adalah partikel berbentuk balon.

Meskipun mereka adalah struktur linear, mereka tidak memiliki bentuk “batang”: mereka berputar pada porosnya dan menyerupai baling-baling. Mereka terkait dengan serangkaian protein spesifik yang mengatur perilaku mereka (organisasi, lokasi, panjang). Ada lebih dari 150 protein yang mampu berinteraksi dengan aktin.

Titik ekstrem dapat dibedakan; satu disebut plus (+) dan lainnya negatif (-). Pada ujung ini, filamen dapat tumbuh atau memendek. Polimerisasi terasa lebih cepat pada tingkat yang lebih ekstrem; untuk terjadinya polimerisasi, ATP diperlukan.

Aktin juga bisa seperti monomer dan bebas dalam sitosol. Monomer ini terikat pada protein yang mencegah polimerisasi mereka.

Fungsi filamen aktin

Filamen aktin memiliki peran terkait dengan pergerakan sel. Mereka memungkinkan jenis sel yang berbeda, baik organisme uniseluler dan multiseluler (contohnya adalah sel-sel sistem kekebalan), bergerak di lingkungan mereka.

Aktin terkenal karena perannya dalam kontraksi otot. Bersama dengan myosin mereka dikelompokkan dalam sarkoma. Kedua struktur memungkinkan pergerakan tergantung ATP ini menjadi mungkin.

Filamen intermediet

Perkiraan diameter filamen intermediata adalah 10 μm; maka disebut “perantara”. Diameternya menengah terhadap dua komponen sitoskeleton lainnya.

Setiap filamen disusun sebagai berikut: kepala berbentuk globe di terminal N dan ekor berbentuk serupa di terminal karbon. Ujung-ujung ini terhubung satu sama lain dengan struktur linear yang terbentuk dari heliks alfa.

“Senar” ini memiliki kepala bundar yang memiliki sifat melengkung dengan filamen perantara lainnya, menciptakan elemen yang saling terkait lebih tebal.

Filamen menengah terletak di seluruh sitoplasma seluler. Mereka meluas ke membran dan sering melekat padanya. Filamen ini juga ditemukan dalam nukleus, membentuk struktur yang disebut “nuklir lamina”.

Grup ini pada gilirannya diklasifikasikan menjadi subkelompok filamen menengah:

  • – Filamen keratin.
  • – Filamen Vimentin.
  • – Neurofilamen.
  • – Pelat inti.

Fungsi Filamen intermediet

Mereka adalah elemen yang sangat kuat dan tahan. Faktanya, jika kita membandingkannya dengan dua filamen lain (aktin dan mikrotubulus), filamen intermediata memperoleh stabilitas. Berkat sifat ini, fungsi utama filamen intermediet adalah secara mekanis, menolak perubahan sel. Mereka ditemukan berlimpah dalam tipe sel yang mengalami tekanan mekanis konstan; misalnya di sel-sel saraf, epitel dan otot.

Tidak seperti dua komponen sitoskeleton lainnya, filamen antara tidak dapat dirakit dan dibuang dengan ujung kutubnya.

Mereka adalah struktur kaku (untuk dapat memenuhi fungsinya: dukungan seluler dan respons mekanis terhadap stres) dan perakitan filamen adalah proses yang bergantung pada fosforilasi.

Filamen intermediet membentuk struktur yang disebut desmosom. Bersama dengan serangkaian protein (cadherin), kompleks-kompleks yang membentuk persimpangan antar sel ini dibuat.

Mikrotubulus

Mikrotubulus adalah elemen berongga. Mereka adalah filamen terbesar yang membentuk sitoskeleton. Diameter mikrotubulus di bagian dalamnya sekitar 25 nm. Panjangnya cukup bervariasi, dalam kisaran 200 nm hingga 25 μm.

Filamen ini sangat diperlukan dalam semua sel eukariotik. Mereka muncul (atau dilahirkan) dari struktur kecil yang disebut centrosom, dan dari sana mereka meluas ke tepi sel, berbeda dengan filamen menengah, yang meluas ke seluruh lingkungan seluler.

Mikrotubulus terdiri dari protein yang disebut tubulin. Tubulin adalah dimer yang dibentuk oleh dua subunit: α-tubulin dan β-tubulin. Kedua monomer ini bergabung melalui ikatan non-kovalen.

Salah satu karakteristik yang paling relevan adalah kemampuan untuk tumbuh dan memendek, menjadi struktur yang cukup dinamis, seperti pada filamen aktin.

Dua ujung mikrotubulus dapat dibedakan satu sama lain. Karena itu dikatakan bahwa dalam filamen ini ada “polaritas”. Pada masing-masing ujung – disebut lebih p positif dan kurang atau negatif – proses perakitan mandiri terjadi.

Proses perakitan dan degradasi filamen ini memunculkan fenomena “ketidakstabilan dinamis”.

Fungsi mikrotubulus

Mikrotubulus dapat membentuk struktur yang sangat beragam. Mereka berpartisipasi dalam proses pembelahan sel, membentuk gelendong mitosis. Proses ini membantu setiap sel anak untuk memiliki jumlah kromosom yang sama.

Mereka juga membentuk pelengkap berbentuk cambuk yang digunakan untuk mobilitas sel, seperti silia dan flagela.

Mikrotubulus berfungsi sebagai jalur atau “jalan” di mana protein berbeda yang memiliki fungsi transportasi berjalan. Protein ini diklasifikasikan menjadi dua keluarga: kinesin dan dynein. Mereka dapat melakukan perjalanan jarak jauh di dalam sel. Transportasi jarak pendek biasanya dilakukan dengan aktin.

Protein ini adalah “pejalan kaki” dari jalan yang dibentuk oleh mikrotubulus. Gerakannya sangat mirip dengan berjalan di mikrotubulus.

Transportasi melibatkan pergerakan berbagai jenis elemen atau produk, seperti vesikel. Dalam sel-sel saraf proses ini dikenal karena neurotransmitter dilepaskan dalam vesikel.

Mikrotubulus juga berpartisipasi dalam mobilisasi organel. Khususnya, peralatan Golgi dan retikulum endosplasmik bergantung pada filamen-filamen ini untuk mengambil posisi yang tepat. Dengan tidak adanya mikrotubulus (dalam sel bermutasi eksperimental), organel ini secara signifikan mengubah posisi mereka.

Implikasi lain dari sitoskeleton

Pada bakteri

Pada bagian sebelumnya sitoskeleton eukariota dijelaskan. Prokariota juga memiliki struktur yang mirip dan memiliki komponen yang mirip dengan tiga serat yang membentuk sitoskeleton tradisional. Untuk filamen ini ditambahkan satu milik bakteri:

kelompok MinD-ParA.

Fungsi sitoskeleton pada bakteri sangat mirip dengan fungsi yang mereka penuhi dalam eukariota: dukungan, pembelahan sel, pemeliharaan bentuk sel, antara lain.

Pada kanker

Secara klinis, komponen sitoskeleton telah dikaitkan dengan kanker. Karena mereka terlibat dalam proses pembelahan, mereka dianggap “bagian putih” untuk memahami dan menyerang perkembangan sel yang tidak terkendali.

Loading...