Intermediêre filamente is 'n kenmerkende struktuur van eukariotiese selle. Hulle is selfsamestellend en chemies bestand. Die struktuur en funksies van intermediêre filamente word bepaal deur die eienskappe van bindings in proteïenmolekules. Hulle dien nie net om die selsteier te vorm nie, maar verseker ook die interaksie van organelle.
Algemene beskrywing
Filamente is filamentagtige proteïenstrukture wat deelneem aan die konstruksie van die sitoskelet. Volgens die deursnee word hulle in 3 klasse verdeel. Intermediêre filamente (IF) het 'n gemiddelde deursneewaarde van 7-11 nm. Hulle beklee 'n tussenposisie tussen mikrofilamente Ø5-8 nm en mikrotubuli Ø25 nm, waarvoor hulle hul naam gekry het.
Daar is 2 tipes van hierdie strukture:
- Lamine. Hulle is in die kern. Alle diere het laminêre filamente.
- Sitoplasmies. Hulle is in die sitoplasma geleë. Beskikbaar in nematodes, weekdiere, gewerwelde diere. In laasgenoemde kan sommige tipes selle afwesig wees (byvoorbeeld in gliale selle).
Ligging
Intermediêre filamente is een van die hoofelemente van die sitoskelet van lewende organismes wie se selle kerne (eukariote) bevat. Prokariote het ook analoë van hierdie fibrillêre strukture. Hulle word nie in plantselle gevind nie.
Die meeste van die filamente is in die perinukleêre sone en bondels fibrille geleë, wat onder die plasmamembraan geleë is en vanaf die middel na die rande van die selle strek. Daar is veral baie van hulle in daardie spesies wat aan meganiese spanning onderwerp word - in spiere, epiteel, en ook in die selle van senuweevesels.
Proteïentipes
Soos studies toon, word die proteïene waaruit die tussenfilamente bestaan, onderskei na gelang van die tipe selle en die stadium van hul differensiasie. Hulle is egter almal verwant.
Intermediêre filamentproteïene word in 4 tipes verdeel:
- Keratiens. Hulle vorm polimere van twee subtipes - suur en neutraal. Die molekulêre gewig van hierdie verbindings wissel van 40 000-70 000 amu. m. Afhangende van die weefselbron, kan die aantal verskillende heterogene vorms van keratiene verskeie tiene bereik. Hulle word volgens isovorm in 2 groepe verdeel - epiteelvormig (die talrykste) en horing, wat die hare, horings, naels en vere van diere uitmaak.
- In die tweede tipe word 3 tipes proteïene gekombineer, met byna dieselfde molekulêre gewig (45 000-53 000 amu). Dit sluit in: vimentien (bindweefsel, plaveisel selle,voering van die oppervlak van bloed- en limfvate; bloedselle) desmin (spierweefsel); periferien (perifere en sentrale neurone); gliale fibrillêre suurproteïen (hoogs spesifieke breinproteïen).
- Neurofilamentproteïene wat in neuriete voorkom, silindriese prosesse wat impulse tussen senuweeselle dra.
- Proteïene van die kernlaag wat onder die kernmembraan lê. Hulle is die voorlopers van alle ander PF's.
Intermediêre filamente kan uit verskeie tipes van bogenoemde stowwe bestaan.
Properties
Die kenmerke van die PF word bepaal deur hul volgende kenmerke:
- groot aantal polipeptiedmolekules in deursnit;
- sterk hidrofobiese interaksies wat 'n belangrike rol speel in die samestelling van makromolekules in die vorm van 'n gedraaide superspoel;
- vorming van tetramere met hoë elektrostatiese interaksie.
Gevolglik verkry die tussenfilamente die eienskappe van 'n sterk gedraaide tou - hulle buig goed, maar breek nie. Wanneer dit met reagense en sterk elektroliete behandel word, is hierdie strukture die laaste wat in oplossing gaan, dit wil sê, hulle word gekenmerk deur hoë chemiese stabiliteit. Dus, na die volledige denaturering van proteïenmolekules in ureum, kan die filamente onafhanklik bymekaarkom. Proteïene wat van buite ingebring word, word vinnig in die reeds bestaande struktuur van hierdie verbindings geïntegreer.
Struktuur
Deur hul struktuur is tussenfilamente nie-vertaktend niepolimere wat in staat is tot beide die vorming van makromolekulêre verbindings en depolimerisasie. Hul strukturele onstabiliteit help selle om hul vorm te verander.
Ondanks die feit dat die filamente 'n uiteenlopende samestelling het volgens die tipe proteïene, het hulle dieselfde struktuurplan. In die middel van die molekules is daar 'n alfa-heliks, wat die vorm van 'n regshandige heliks het. Dit word gevorm deur kontakte tussen hidrofobiese strukture. Sy struktuur bevat 4 spiraalsegmente geskei deur kort nie-spiraalafdelings.
Aan die punte van die alfa-heliks is domeine met 'n onbepaalde struktuur. Hulle speel 'n belangrike rol in filamentsamestelling en interaksie met selorganelle. Hul grootte en proteïenvolgorde verskil baie tussen verskillende IF-spesies.
Bouproteïen
Die hoofboumateriaal vir PF is dimere - komplekse molekules wat uit twee eenvoudiges bestaan. Gewoonlik sluit hulle 2 verskillende proteïene in wat deur staafvormige strukture verbind is.
Die sitoplasmiese tipe filamente bestaan uit dimere wat drade vorm van 1 blok dik. Aangesien hulle parallel maar in teenoorgestelde rigting is, is daar geen polariteit nie. Hierdie dimeriese molekules kan later meer komplekse molekules vorm.
Functions
Die hooffunksies van intermediêre filamente is soos volg:
- versekering van die meganiese sterkte van selle en hul prosesse;
- aanpassing by stressors;
- deelname aankontakte wat 'n sterk verbinding van selle (epiteel- en spierweefsel) verskaf;
- intrasellulêre verspreiding van proteïene en organelle (lokalisering van die Golgi-apparaat, lisosome, endosome, kerne);
- deelname aan lipiedvervoer en sein tussen selle.
PF beïnvloed ook mitochondriale funksie. Soos laboratoriumeksperimente op muise toon, word die intrasellulêre rangskikking van hierdie organelle in daardie individue wat nie die desmin-geen het nie, versteur, en die selle self word vir 'n korter lewensduur geprogrammeer. As gevolg hiervan word weefselsuurstofverbruik verminder.
Aan die ander kant dra die teenwoordigheid van intermediêre filamente by tot 'n afname in mitochondriale mobiliteit. As vimentien kunsmatig in die sel ingebring word, kan die IF-netwerk herstel word.
Medicine Significance
Skendings in die sintese, akkumulasie en struktuur van PF lei tot die opkoms van sommige patologiese toestande:
- Vorming van hialiendruppels in die sitoplasma van lewerselle. Op 'n ander manier word hulle Mallory-liggame genoem. Hierdie strukture is IF-proteïene van die epiteeltipe. Hulle word gevorm met langdurige blootstelling aan alkohol (akute alkoholiese hepatitis), sowel as 'n skending van metaboliese prosesse in primêre hepatosellulêre lewerkanker (by pasiënte met virale hepatitis B en sirrose), met stagnasie van gal in die lewer en galblaas. Alkoholiese hialien het immunogeniese eienskappe, wat die ontwikkeling van sistemiese patologie vooraf bepaal.
- Wanneer gene muteer,verantwoordelik vir die produksie van keratiene, kom 'n oorerflike velsiekte voor - epidermolysis bullosa. In hierdie geval is daar 'n skending van die aanhegting van die buitenste laag van die vel aan die keldermembraan wat dit van die bindweefsel skei. As gevolg hiervan word erosie en borrels gevorm. Die vel word baie sensitief vir die geringste meganiese skade.
- Vorming van seniele gedenkplate en neurofibrillêre tangles in breinselle in Alzheimer se siekte.
- Sommige tipes kardiomiopatie wat geassosieer word met oormatige ophoping van PF.
Ons hoop dat ons artikel al jou vrae beantwoord het.
