Характеристики эукариотических клеток, типы, части, метаболизм

Цитоплазматический поток [ править ]

Цитоплазматический поток , также известный как циклоз, представляет собой активное движение содержимого клетки по компонентам цитоскелета. Хотя в основном это наблюдается у растений, все типы клеток используют этот процесс для транспортировки отходов, питательных веществ и органелл в другие части клетки.  Клетки растений и водорослей обычно больше, чем многие другие клетки; поэтому цитоплазматический поток важен в этих типах клеток. Это связано с тем, что дополнительный объем клетки требует потока цитоплазмы, чтобы перемещать органеллы по всей клетке. Органеллы движутся по микрофиламентам в цитоскелете за счет связывания миозиновых моторов и проталкивания пучков актиновых филаментов.  

Эволюция цитоскелета

Родственны между собой элементы цитоскелета были найдены у подавляющего большинства представителей всех трех доменов живых организмов: эукариот, бактерий и архей. Это свидетельствует о том, что белки цитоскелета возникли еще до выделения этих трех ветвей, каким бы путем оно не происходило.

Белок FtsZ, с которого позже возник тубулин, вероятно, эволюционно очень древним. Он содержит очень мало аминокислот аргинина, лизина, фенилаланина, тирозина и гистидина и практически не содержит триптофана. Поскольку считается, что кодоны этих аминокислот были добавлены в генетический код последними, вполне вероятно, что какая-то форма FtsZ возникла еще до окончательного установления генетического кода и уже тогда служила для осуществления цитокинеза. Белки гомологи тубулина образуют отдельную семью ГТФаз, и не имеют никаких близких родственников. Зато MreB более «молодой» с эволюционной точки зрения белок, он, вместе с другими актиноподибнимы белками и актиний, принадлежит к семье АТФаз, которая также включает ферменты гексокиназы и шаперон hsp70. Причем первыми из этой семьи, больше всего, возникли гексокиназы.

Сравнение последовательностей аминокислот в белках FtsZ различных видов бактерий и архей между собой и с эукариотическими тубулина, а также MreB между собой и с эукариотическими актина выявило интересную закономерность:

• Белки FtsZ очень далеких друг от друга видов прокариот, таких как бактерии Escherichia coli, Bacillus subtilis, Mycoplasma pulmonis и Архебактерии рода Halobacterium имели высокую степень идентичности в аминокислотной последовательности (от 46 до 53%); аналогичное справедливо и для белка MreB.
• Эукариотические тубулина и актин даже еще более консервативные (напирклад между тубулина человека и дрожжей существует 75% идентичности, в то время как актин любых видов эукариот, обычно отличаются не более чем на 10%);
• Несмотря на большую консервативность белков цитоскелета в пределах групп эукариот и прокариот, при сравнении этих белков между группами, оказывается, что идентичность настолько мала, что ее почти невозможно обнаружить обычными методами (менее 15%). Причем гомология наиболее выражена в ГТФ- и АТФ-связывающих доменах.

Для объяснения этой «загадки» была выдвинута гипотеза о том, что такая резкая дивергенция эукариотических белков цитоскелета от прокариотических состоялась вследствие изменения их роли в клетке. FtsZ перестал обеспечивать прохождение цитокинеза и стал механической опорой клетки, а позже взял на себя и другие функции, в то время как MreB, взял на себя роль осуществления деления клетки и фагоцитоза.

Чрезвычайно высокий уровень косервативности актина и тубулина в клетках эукариот объясняется тем, что эти белки взаимодействуют с огромным количеством других: регуляторных, вспомогательных, моторных и др. Именно актин является «чемпионом» среди эукариотических белков по количеству белков-партнеров, поэтому замена любой аминокислоты может привести к нарушению этих взаимодействий и иметь катастрофические последствия.

Третий тип элементов цитоскелета — промежуточные филаменты, эволюционировали другим путем. Они имеющиеся фактически только у эукариот, и хотя их гомолог кресцентин и был обнаружен у одного вида бактерий, скорее всего, эти бактерии получили его в результате горизонтального переноса генов от эукариот. Белки промежуточных филаментов, в отличие от актина и тубулина, не отличаются особой консервативностью.

Характеристика клеток эукариот

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) линейная и связанна с белками – гистонами (одна из функций которых – упаковка всех молекул ДНК внутри ядра) и другими белками, входящими в состав хромосом.

Цикл жизни эукариотической клетки  состоит из двух фаз жизни ядра клетки:

• Гаплофаза (первая фаза) – это гаплоидный (одинарный) набор хромосом.
• Диплофаза (вторая фаза) – образование диплоидной клетки (ядра), которая содержит диплоидный (двойной) набор хромосом.

Третье отличие эукариот – наличие уникальных органелл, которые имеют собственный генетический аппарат, размножаются делением и окружены мембранами (одной или более).

Эти – митохондрии и пластиды. По своему строению и особенностям жизнедеятельности они сходны с бактериями.

Ещё одним свойством эукариот является явление эндоцитоза – процесс захвата клеткой внешнего материала. Одной из разновидностей является фагоцитоз (дословно «поедание клеткой»). Он выполняет защитную функцию.

И еще одна особенность – строение жгутиков. Это выросты клетки, окруженные мембраной и содержащие цитоскелет (аксонема). Он состоит из микротрубочек. Жгутики эукариот имеют способность изгибаться и извиваться, тогда как у прокариот они могут только вращаться.

Crescentin

Crescentin (закодировано CreS ген) является аналогом эукариотического промежуточные нити (ЕСЛИ). В отличие от других аналогичных взаимосвязей, обсуждаемых здесь, crescentin имеет довольно большую первичную гомологию с белками IF в дополнение к трехмерному сходству — последовательность CreS имеет 25% совпадение идентичности и 40% сходство с цитокератин 19 и совпадение на 24% и сходство на 40% с ядерный ламин А. Кроме того, филаменты сресцентина имеют диаметр примерно 10 нм и, таким образом, попадают в диапазон диаметров эукариальных IF (8-15 нм). Кресцентин образует непрерывную нить от полюса к полюсу вдоль внутренней вогнутой стороны бактерии, имеющей форму полумесяца. Caulobacter crescentus. И MreB, и crescentin необходимы для C. crescentus существовать в своей характерной форме; Считается, что MreB придает клетке форму стержня, а полумесяц изгибает эту форму в виде полумесяца.

ссылки

1. Альбертс Б., Брей Д., Хопкин К., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., … и Уолтер П. (2013). Основная клеточная биология. Гирлянда Наука.
2. Fletcher, D.A. & Mullins, R.D. (2010). Клеточная механика и цитоскелет. природа, 463(7280), 485-492.
3. Холл А. (2009). Цитоскелет и рак. Отзывы о раке и метастазировании, 28(1-2), 5-14.
4. Мозли, Дж. Б. (2013). Расширенный вид эукариотического цитоскелета. Молекулярная биология клетки, 24(11), 1615-1618.
5. Мюллер-Эстерл, В. (2008). Биохимия. Основы медицины и наук о жизни. Я поменял.
6. Shih, Y.L. & Rothfield, L. (2006). Бактериальный цитоскелет. Микробиология и Молекулярная Биология Обзоры, 70(3), 729-754.
7. Silverthorn Dee, U. (2008). Физиология человека, комплексный подход. Панамериканская медицинская 4-е издание. Bs As.
8. Свиткина Т. (2009). Визуализация компонентов цитоскелета с помощью электронной микроскопии. в Методы и протоколы цитоскелета (стр. 187-06). Humana Press.

Прокариотический цитоскелет [ править ]

До работы Jones et al., 2001 считалось, что клеточная стенка является решающим фактором для многих форм бактериальных клеток, включая палочки и спирали. При изучении было обнаружено, что многие деформированные бактерии имеют мутации, связанные с развитием клеточной оболочки . Когда-то считалось, что цитоскелет присущ только эукариотическим клеткам, но гомологи всех основных белков эукариотического цитоскелета были обнаружены у прокариот . Гарольд Эриксон отмечает, что до 1992 года считалось, что только эукариоты имеют компоненты цитоскелета. Однако исследования в начале 90-х годов показали, что бактерии и археи имеют гомологи актина и тубулина, и что они лежат в основе микротрубочек и микрофиламентов эукариот. Хотя эволюционные отношения настолько далеки, что они не очевидны только из сравнения последовательностей белков, сходство их трехмерных структур и сходные функции в поддержании формы и полярности клеток являются убедительным доказательством того, что эукариотические и прокариотические цитоскелеты действительно гомологичны. . Три лаборатории независимо друг от друга обнаружили, что белок FtsZ, уже известный как ключевой игрок в бактериальном цитокинезе, имеет «сигнатурную последовательность тубулина», присутствующую во всех α-, β- и γ-тубулинах. Однако некоторые структуры бактериального цитоскелета, возможно, еще не идентифицированы.

FtsZ править

FtsZ был первым идентифицированным белком прокариотического цитоскелета. Как и тубулин, FtsZ образует филаменты в присутствии гуанозинтрифосфата (GTP), но эти филаменты не группируются в канальцы. Во время деления клетки FtsZ является первым белком, который перемещается к месту деления, и он необходим для набора других белков, которые синтезируют новую клеточную стенку между делящимися клетками.

MreB и ParM править

Прокариотические актин-подобные белки, такие как MreB , участвуют в поддержании формы клеток. Все несферические бактерии имеют гены, кодирующие актиноподобные белки, и эти белки образуют спиральную сеть под клеточной мембраной, которая направляет белки, участвующие в биосинтезе клеточной стенки .

Некоторые плазмиды кодируют отдельную систему, которая включает актин-подобный белок ParM . Филаменты ParM демонстрируют динамическую нестабильность и могут разделять плазмидную ДНК на делящиеся дочерние клетки по механизму, аналогичному тому, который используется микротрубочками во время митоза эукариот .

Crescentin править

Бактерия Caulobacter crescentus содержит третий белок, crescentin , который относится к промежуточным филаментам эукариотических клеток. Кресцентин также участвует в поддержании формы клеток, таких как спиральные и вибриоидные формы бактерий, но механизм, с помощью которого он это делает, в настоящее время неясен. Кроме того, кривизна может быть описана смещением серповидных нитей после нарушения синтеза пептидогликана.

Различия между прокариотическими и эукариотическими клетками

Есть также определенные различия между прокариотическими клетками и эукариотическими клетками. Ученые считают, что эукариотические клетки эволюционировали из прокариотических клеток.

Но каковы эти различия? В следующих строках мы объясняем их вам.

1. Ядро

В то время как эукариотические клетки имеют четко очерченное ядро, у прокариот нет. Генетическая информация хранится в ядре эукариот .

2. Происхождение

Подсчитано, что прокариотические клетки имеют свое происхождение около 3700 миллионов лет, а эукариотические клетки — 2000 миллионов лет.

5. Генетический материал

Генетический материал эукариот хранится в ядре; однако в случае прокариотических клеток он рассредоточен по всей цитоплазме. ДНК прокариотических клеток не связана с гистонами.

6. Состав плазматической мембраны

В эукариотических клетках Плазматические мембраны содержат стерины , В случае прокариотических клеток, только в микоплазмах.

7. Форма генетического материала

В прокариотических клетках ДНК круглая. Теперь, когда дело доходит до эукариотических клеток, ДНК является линейной и, как упоминалось ранее, она связана с гистоновыми белками.

8. Количество хромосом

Прокариотические клетки имеют одну хромосому. Тем не менее, эукариотические клетки представить несколько хромосом .

9. Плазматическая мембрана

В прокариотических клетках плазматическая мембрана состоит из пептидогликана или муреина. В случае эукариот, это сформировано фосфолипидами.

10. Organielos

Прокариотические клетки настоящее время внутренняя матрица с не мембранными органеллами , Прокариотические клетки представляют мембранные органеллы в цитоплазме (например, аппараты Гольджи).

11. Репродукция

Размножение в прокариотических клетках происходит путем бесполого размножения, бинарным делением. Напротив, в эукариотических клетках размножение происходит посредством митоза и мейоза.

12. Живые организмы

Прокариотические клетки — бактерии При этом прокариотические клетки входят в состав животных, растений, грибов, простейших и водорослей.

CfpA

Внутри филума Спирохеты, ряд видов разделяют структуру нитевидной цитоплазматической ленты, образованную отдельными филаментами, состоящими из белка CfpA (Cytoplasmic filament protein A, ), соединенных между собой соединительными элементами и анкерами с внутренней мембраной. Пока присутствует в родах Трепонема, Спирохета, Пиллотина, Лептонема, Голландия и Диплокаликс, однако у некоторых видов они отсутствуют, как на примере Treponema primitia. При размере поперечного сечения 5 x 6 нм (горизонтально / вертикально) они попадают в диапазон диаметров эукариальных промежуточных филаментов (IF) (8-15 нм). Treponema denticola клетки, лишенные белка CfpA, образуют длинные сцепленные клетки с дефектом сегрегации хромосомной ДНК, фенотип, также влияющий на патогенность этого организма. Отсутствие другой ультраструктуры клетки, пучка филаментов периплазматических жгутиков, не изменяет структуру цитоплазматической ленты.

Кренактин

Кренактин — гомолог актина, уникальный для царства архей. Crenarchaeota что было найдено в заказах Thermoproteales и Candidatus Korarchaeum. Он имеет самое высокое сходство последовательностей с эукариотическими актинами из всех известных гомологов актина. Кренактин хорошо охарактеризован в Pyryobaculum calidifontis () и показали высокую специфичность к АТФ и ГТФ. Все виды, содержащие кренактин, имеют форму стержня или иглы и имеют форму P. calidifontis Было показано, что кренактин формирует спиральные структуры, которые охватывают длину клетки, что указывает на роль кренактина в определении формы, аналогичную роли MreB у других прокариот.

Эукариотические организмы

В 1980 году исследователь Карл Воэз и его коллеги сумели установить связь между живыми существами, используя молекулярные методы. Благодаря серии новаторских экспериментов им удалось создать три области (также называемые «супер царствами»), оставив позади традиционное видение пяти царств..

По результатам Вёза мы можем классифицировать живые формы Земли на три заметные группы: Археи, Эубактерии и Эукарья.

В области Эукарья находятся организмы, которых мы знаем как эукариот. Это происхождение широко разнообразно и охватывает ряд организмов, как одноклеточных, так и многоклеточных..

одноклеточный

Одноклеточные эукариоты являются чрезвычайно сложными организмами, поскольку они должны обладать всеми типичными функциями эукариот в одной клетке. Простейшие исторически классифицируются как корневища, инфузории, жгутики и спорозои.

В качестве примера мы приводим эвглены: фотосинтезирующие виды, способные перемещаться через жгутик.

Есть также ресничные эукариоты, такие как знаменитая парамеция, принадлежащая к роду парамеций. Они имеют типичную форму обуви и двигаются благодаря наличию множества ресничек.

В этой группе есть также патогенные виды людей и других животных, такие как пол Trypanosoma. Эта группа паразитов характеризуется удлиненным телом и типичным жгутиком. Они являются причиной болезни Шагаса (Трипаносома Крузи) и сонная болезнь (Trypanosoma brucei).

Пол Plasmodium это возбудитель малярии или малярии у людей. Эта болезнь может быть смертельной.

Существуют также одноклеточные грибы, но наиболее выдающиеся характеристики этой группы будут описаны в последующих разделах..

растения

Вся большая сложность растений, которые мы наблюдаем ежедневно, относится к эукариотической линии, от трав и трав до комплексов и больших деревьев..

Клетки этих особей характеризуются наличием клеточной стенки, состоящей из целлюлозы, которая придает жесткость структуре. Кроме того, они имеют хлоропласты, которые содержат все биохимические элементы, необходимые для процесса фотосинтеза.

Растения представляют собой группу очень разнообразных организмов со сложными жизненными циклами, которые было бы невозможно охватить несколькими характеристиками..

грибы

Термин «гриб» используется для обозначения различных организмов, таких как плесень, дрожжи и особи, способные производить грибы..

В зависимости от вида можно размножаться половым или бесполым путем. В основном они характеризуются образованием спор: небольших скрытых структур, которые могут развиваться при адекватных условиях окружающей среды..

Вы можете подумать, что они похожи на растения, поскольку для обоих характерен сидячий образ жизни, то есть они не двигаются. Тем не менее, грибы не имеют хлоропластов и не обладают ферментативным механизмом, необходимым для проведения фотосинтеза..

Их диета гетеротрофна, как и у большинства животных, поэтому им следует искать источник энергии.

животные

Животные представляют собой группу из почти одного миллиона видов, внесенных в каталог и правильно классифицированных, хотя зоологи подсчитали, что реальная стоимость может приблизиться к 7 или 8 миллионам. Они представляют собой такую ​​же разнообразную группу, как упомянутые выше.

Они характеризуются гетеротрофностью (они ищут свою еду) и обладают замечательной подвижностью, которая позволяет им двигаться. Для этой задачи у них есть ряд разнообразных механизмов передвижения, которые позволяют им передвигаться по земле, воде и воздуху..

По своей морфологии мы обнаружили невероятно разнородные группы. Хотя мы могли бы сделать деление на беспозвоночных и позвоночных, где отличительной чертой является наличие позвоночника и хорды..

У беспозвоночных есть порифера, книдарий, кольчатка, нематоды, плоские черви, членистоногие, моллюски и иглокожие. В то время как позвоночные включают в себя более известные группы, такие как рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие.

Происхождение эукариот

В биологии существует несколько гипотез происхождения эукариот. Основная из них — симбиотическая. Согласно ей, прокариотный организм, у которого по какой-то причине появилась способность к фагоцитозу, поглотил другие прокариотные клетки — они не переварились и стали органоидами. Наиболее явно на свою симбиотическую природу указывают митохондрии и пластиды — органеллы, имеющие собственную кольцевую ДНК, подобную ДНК бактерий.

Немного хуже эта гипотеза объясняет происхождение ядра. Генетической информации в нём намного больше, чем в пластидах и митохондриях. Возможно, в ядро переместился генетический материал из других органелл, которые вполне могут быть упростившимися, утратившими ДНК митохондриями и пластидами.

Другая гипотеза — инвагинационная. Она предполагает, что впачивания (инвагинации) мембраны, которые у прокариот выполняют функции органелл, отделились от мембраны клетки и стали собственно органеллами. Это объясняет, почему мембрана у многих органоидов двойная, но остаётся непонятным происхождение митохондрий и пластид с их кольцевой ДНК.

Кроме того, имеется третья гипотеза — химерная. Её можно рассматривать как разновидность симбиотической. Предполагается, что существовал некий способный к фагоцитозу прокариот, который поглощал другие клеточные организмы, и генетический материал хозяина и поглощённых клеток объединялся. Это хорошо объясняет возникновение ядра.

Появление эукариот сыграло важную роль в эволюции жизни на Земле. Только после этого смогли возникнуть сложные многоклеточные организмы — растения, грибы, животные и (в числе последних) человек.

использованная литература

1. Фрид (1990). «4» . Биология _ п. 42 . Проверено 2 марта 2020 г. .
2. Викстед Б., Галл К. Эволюция цитоскелета. Джей Селл Биол. 2011 22 августа; 194 (4): 513-25. doi: 10.1083/jcb.201102065.
3. ↑ , Алисия Массарини. Кертис. Биология . Панамская медицина. ISBN  978-9500603348 .
4. Mostowy S, Cossart P. Septins: четвертый компонент цитоскелета. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012 8 февраля; 13 (3): 183-94. DOI: 10.1038/nrm3284. Обзор.
5. Гитаи З. (2005). «Новая биология бактериальной клетки: движущиеся части и субклеточная архитектура» . Ячейка 120 (5): 577-86. doi10.1016/j.cell.2005.02.026 .
6. Мичи К.А., Лёве Дж. (2006). «Динамические филаменты бактериального цитоскелета» . Анну. Преподобный Биохим. 75 : 467-92. PMID   . doi10.1146/annurev.biochem.75.103004.142452 .
7. Чарбон Г., Кабин МТ и Джейкобс-Вагнер К. (2009). «Бактериальные промежуточные филаменты: сборка, организация и динамика кресцентина in vivo». Гены и развитие (Cold Spring Harbour Lab) 23 (9): 1131.
8. Мичи К.А., Лёве Дж. Динамические филаменты бактериального цитоскелета. Анну Рев Биохим. 2006;75:467-92.
9. https://web.archive.org/web/20110520183302/http://www.childrenshospital.org/cfapps/research/data_admin/Site97/mainpageS97P0.html
10. « Тенсегрити в клетке. » . Архивировано из оригинала 6 октября 2008 года . Проверено 17 февраля 2011 г.
11. Паскаль Херсен; Бенуа Ладу (2011). «Нажми, потяни». Природа 470 : 340-1. дои10.1038/470340a .
12. Delanoë-Ayari H, Rieu JP and Sano M. (2010). «4D-микроскопия силы тяги выявляет асимметричные корковые силы в мигрирующих клетках диктиостела». физ. Преподобный Летт. 105 (24): 248103. doi10.1103/PhysRevLett.105.248103 .
13. «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 20 декабря 2011 года . Проверено 24 февраля 2011 г.
14. Хайнс РО. Внеклеточный матрикс не просто красивые фибриллы. Наука. 27 (236): 1216-1219. 2009.
15. Zhang H, Landmann F, Zahreddine H, Rodriguez D, Koch M и Labouesse M. Путь механотрансдукции, вызванный напряжением, способствует эпителиальному морфогенезу. Природа 471; 99-103. 2011.
16. Симс-младший, Карп С. и Ингбер Д.Э. Дж. Клеточные науки. 103; 1215-1222 гг. 1992.
17. Guilak F, Tedrow JR, Burgkart R. Biochem. Биофиз. рез. коммун. 269; 781-786. 2000.
18. Фридл П., Вольф К., Ламмердинг Дж. Ядерная механика при миграции клеток. Курс. Соч. Клеточная биол. 23: 55-64. 2011.
19. ↑ Хоффман Б.Д., Грашофф С., Шварц М.А. Динамические молекулярные процессы опосредуют клеточную механотрансдукцию. Природа 475 (21) 316. 2011.
20. приложение магнитных сил
21. Хуан Х., Камм Р.Д., Ли Р.Т. Клеточная механика и механотрансдукция: пути, зонды и физиология. Am J Physiol Cell Physiol 287: C1-C11. 2004.
22. Кумамото, Калифорния. Молекулярные механизмы механочувствительности и их роль в грибковом контактном восприятии. Nat Rev Microbiol. 2008 г., сен; 6 (9): 667-73.
23. Rivierea C, Marion S, Guillen N, Bacria JC, Gazeaua F, Wilhelm C. Передача сигналов через фосфатидилинозитол-3-киназу регулирует механотаксис, вызванный локальными низкими магнитными силами у Entamoeba histolytica. Журнал биомеханики 40: 64–77. 2007.
24. House SA, Richter DJ, Pham JK, Dawson SC, 2011 Подвижность жгутиков лямблий не требуется напрямую для поддержания прикрепления к поверхностям. PLoS Pathog 7(8): e1002167. doi:10.1371/journal.ppat.1002167.
25. «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 21 апреля 2013 года . Проверено 18 апреля 2013 г.
26. http://www.cellmigration.org/
27. Висенте-Мансанерес, М. Миграция клеток: сотрудничество между изоформами миозина II в дуротаксисе. Текущая биология 23 (1): стр R28-R29, 2013.
28. ↑
29. «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 10 февраля 2011 года . Проверено 17 февраля 2011 г.
30. McDonald B, Pittman K, Menezes GB, Hirota SA, Slaba I, Waterhouse CCM, Beck PL, Muruve DA и Kubes P. Внутрисосудистые сигналы опасности направляют нейтрофилы к участкам стерильного воспаления. Наука 3330 (6002): 362-366. 2010.
31. «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 11 декабря 2014 года . Проверено 5 апреля 2011 г.
32. Дойл А.Д., Ван Ф.В., Мацумото К. и Ямада К.М. Одномерная топография лежит в основе трехмерной миграции фибриллярных клеток. JCB. 184(4): 481-490. 2009.
33. http://jcb.rupress.org/content/suppl/2009/02/20/jcb.200810041.DC1
34. http://www.jove.com/

Функция цитоскелета

Цитоскелет распространяется по всей цитоплазме клетки и выполняет ряд важных функций:

• Придает клеткам форму и обеспечивает структурную поддержку.
• Удерживает клеточные органеллы рядом.
• Помогает в образовании вакуолей.
• Цитоскелет не является статической структурой, и способен разбирать и собирать свои внутренние части, чтобы обеспечить внутреннюю и общую подвижность клеток. Типы внутриклеточного движения, поддерживаемые цитоскелетом, включают транспортировку везикул в клетку и из нее, манипуляцию хромосомами во время митоза или мейоза и миграцию органелл. Цитоскелет делает возможной миграцию клеток, поскольку мобильность клеток необходима для создания и восстановления тканей, цитокинеза (деление цитоплазмы) при образовании дочерних клеток и в ответах иммунных клеток на микробы.
• Цитоскелет помогает в транспортировке сигналов связи между клетками.
• Он образует клеточные придаточные выступы, такие как реснички и жгутики (в некоторых клетках).

Структура цитоплазмы

Цитоплазма — внутренняя среда клетки, объединяющая структурные компоненты. Состоит из органелл и цитозоля — «основного вещества» или матрикса (рис. 2). Жидкая фаза цитозоля — коллоидный раствор белковых, минеральных и других веществ. Твердая фаза представлена цитоплазматическим скелетом. Это система трубочек и нитей, постоянно меняющаяся структура, которая создается и разрушается в зависимости от процессов в клетке.

Рис. 2. Строение клетки

Основу цитоскелета составляют:

• Микротрубочки — полые трубки диаметром 20–30 нм, пронизывающие всю цитоплазму.
• Микрофиламенты — нити, образующие сплетения и пучки.
• Промежуточные филаменты — нитевидные образования.

Стенки микротрубочек образованы свернутыми нитями белка тубулина. Сбор белковых молекул для микротрубочек происходит в клеточном центре. Прочные белковые нити образуют опорную основу цитоплазмы. Они противодействуют растяжению и сжатию клетки, поддерживают определенное положение органелл в пространстве. Микротрубочки выполняют опорную и транспортную функцию, так как участвуют в переносе различных веществ.

Микрофиламенты состоят из молекул глобулярного белка актина. Это нити, присутствующие в цитоплазме всех эукариот. Микрофиламенты чаще располагаются вблизи плазматической мембраны, участвуют в изменении ее формы, появлении углублений и выростов

Это особенно важно для пино- и фагоцитоза

Промежуточные филаменты образованы белками, имеют средний диаметр 10 нм (больше диаметра микрофиламентов). Нитевидные структуры тоньше, чем микротрубочки в 2–2,5 раза. Промежуточные филаменты участвуют в создании цитоскелета и движении цитоплазмы.

викторина

1. Какая клеточная органелла является центром организации микротрубочек?A. хлоропластов B. центросомаC. ядроD. рибосома

Ответ на вопрос № 1

В верно. Центросома представляет собой органеллу, расположенную в середине клетки, которая организует микротрубочки, которые излучают наружу из нее. Он содержится только в клетках животных, но не в других эукариотических клетках, таких как клетки растений или грибов.

2. Какой тип цитоскелетной нити является самым толстым в диаметре?A. МикротрубочкиB. микрофиламентовC. Промежуточные нити

Ответ на вопрос № 2

верно. Микротрубочки – самый толстый компонент цитоскелета, а микрофиламенты – самые тонкие. Промежуточные филаменты, как следует из их названия, находятся между микротрубочками и микрофиламентами по толщине.

3. Какая функция цитоскелета?A. Обеспечить структурную поддержку клеткиB. Чтобы помочь в делении клетокC. Чтобы помочь клетке двигатьсяD. Все вышеперечисленное

Ответ на вопрос № 3

D верно. Цитоскелет имеет множество функций, в том числе все эти варианты. Кроме того, он играет роль в передаче сигналов клетками, транспорте материалов и организации клеточных органелл.