Věnujeme-li publikaci opět biologickým tématům, promluvme si o jednom z nejdůležitějších v ní – o cytoskeletu (z řeckého „cytos“, což znamená „buňka“). Zvážíme také strukturu a funkce cytoskeletu.
Obecný koncept
Než se o tomto tématu budeme bavit, je nutné uvést pojem cytoplazma. Jedná se o vnitřní polotekuté prostředí buňky, které je omezeno cytoplazmatickou membránou. Toto vnitřní prostředí nezahrnuje jádro a vakuoly buňky.
A cytoskelet je kostrou buňky, která se nachází v cytoplazmě buňky. Nachází se v eukaryotických buňkách (živé organismy obsahující jádro v buňkách). Je dynamická struktura, která se může měnit.
V některých zdrojích je s ohledem na strukturu a funkce cytoskeletu uvedena mírně odlišná definice, formulovaná jinými slovy. Jde o pohybový aparát buněk, který je tvořen bílkovinnými vláknitými strukturami. Podílí se na pohybu buněk.
Building
Uvažujme strukturu této struktury, pak zjistíme, jaké funkce plní cytoskelet.
Cytoskelet byl vytvořen z proteinů. Svou strukturou se rozlišuje několik systémů, jejichž název pochází z hlavních strukturních prvků nebo z hlavních proteinů, které tyto systémy tvoří.
Vzhledem k tomu, že cytoskelet je struktura, jsou v něm tři hlavní komponenty. Hrají důležitou roli v životě a pohybu buněk.
Cytoskelet se skládá z mikrotubulů, intermediálních filament a mikrofilament. Posledně jmenované se jinak nazývají aktinová vlákna. Všechny jsou ze své podstaty nestabilní: neustále se montují a demontují. Všechny složky tak mají dynamickou rovnováhu s proteiny, které jim odpovídají.
Cytoskeletální mikrotubuly, které jsou rigidní strukturou, jsou přítomny v cytoplazmě eukaryot a také v jejích výrůstcích, které se nazývají bičíky a řasinky. Jejich délka se může lišit, některé dosahují délky několika mikrometrů. Někdy jsou mikrotubuly spojeny pomocí rukojetí nebo můstků.
Mikrofilamenta jsou tvořena aktinem, proteinem podobným tomu, který se nachází ve svalech. V jejich struktuře jsou v malém množství další proteiny. Hlavní rozdíl mezi aktinovými filamenty a mikrotubuly je v tom, že některá z nich nelze vidět pod světelným mikroskopem. V živočišných buňkách jsou spojeny v plexu pod membránou a jsou tak spojeny s jejími proteiny.
Mikrofilamenta živočišných a rostlinných buněk také interagují s proteinem myozinem. Současně má jejich systém schopnost snížit.
Střední vláknase skládají z různých bílkovin. Tato strukturální složka nebyla dostatečně prozkoumána. Je pravděpodobné, že rostliny ji vůbec nemají. Někteří vědci se také domnívají, že mezilehlá vlákna jsou přídavkem k mikrotubulům. Bylo přesně prokázáno, že při zničení mikrotubulového systému dochází k přeskupení filamentů a obráceným postupem vliv filament prakticky neovlivňuje mikrotubuly.
Funkce
Když už mluvíme o struktuře a funkcích cytoskeletu, uveďme, jak ovlivňuje buňku.
Díky mikrofilamentům se proteiny pohybují po cytoplazmatické membráně. Aktin v nich obsažený se podílí na svalových kontrakcích, fagocytóze, buněčných pohybech a také na procesu splynutí spermií a vajíček.
Mikrotubuly se aktivně podílejí na udržování tvaru buňky. Další funkcí je doprava. Nesou organely. Mohou provádět mechanickou práci, která zahrnuje pohyb mitochondrií a řasinek. Zvláště důležitou roli mají mikrotubuly v procesu buněčného dělení.
Jsou zaměřeny na vytvoření nebo udržení určité buněčné asymetrie. Pod určitým vlivem dochází k destrukci mikrotubulů. To může vést ke ztrátě této asymetrie.
Funkce cytoskeletu zahrnuje také adaptaci buněk na vnější vlivy, procesy endo- a exocytózy.
Zvažovali jsme tedy, jaké funkce plní cytoskelet v živém organismu.
Eukaryota
Mezi eukaryoty aprokaryota existuje určitý rozdíl. Proto je důležité vzít v úvahu cytoskelet těchto zvířat. Eukaryota (zvířata, která mají jádro v buňce) mají tři typy vláken.
Aktinová vlákna (jinými slovy mikrofilamenta) se nacházejí na buněčné membráně. Účastní se mezibuněčné interakce a také přenášejí signály.
Intermediální vlákna jsou nejméně dynamickou částí cytoskeletu.
Mikrotubuly jsou duté válce, mají velmi dynamickou strukturu.
Prokaryota
Prokaryota jsou jednobuněčné organismy – bakterie a archaea, které nemají vytvořené jádro. Věřilo se, že prokaryota nemají cytoskelet. Od roku 2001 ale začal aktivní výzkum jejich buněk. Byly nalezeny homology (podobné, podobné) všech prvků eukaryotického cytoskeletu.
Vědci zjistili, že jedna z proteinových skupin bakteriálního buněčného skeletu nemá mezi eukaryoty žádné analogy.
Závěr
Zkoumali jsme tedy strukturu a funkce cytoskeletu. Hraje extrémně důležitou roli v životě buňky a zajišťuje její nejdůležitější procesy.
Všechny cytoskeletální komponenty interagují. To je potvrzeno existencí přímých kontaktů mezi mikrofilamenty, intermediálními filamenty a mikrotubuly.
Podle moderního pojetí je cytoskelet nejdůležitějším článkem, který spojuje různé buněčné části a zajišťuje přenos dat.
