HÜCRE İSKELETİ

Moleküler Hücre Biyolojisi

Moleküler Biyoloji Y.L

Nihal Selin ÖRCÜN501403006

İskelet; Yumuşak dokuyu destekleyen ve bedensel hareketlere aracılık eden sertleşmiş doku.

Hücre İskeleti; Benzer fonksiyonlara sahiptir ve üç tane iyi tanımlanmış filament (iplikcik) yapıdan oluşmuştur.

Hücre İskeletini Kuran 3 Temel Filament

Mikrotübüller

Mikrofilamentler

İntermediyer filamentler

MİKROTÜBÜLLERÖkaryotik hücrelerin sitoplazmasında bulunur.

Eritrositlerde bulunmaz.Çapları 25nm, uzunlukları 25-200 µm arasında değişen

içleri boş çubuklar şeklindedir.İçi boş olan tübül duvarı tübülin adı verilen, globüler

proteinden yapılmıştır.Her tübülin molekülü dimer yapıda olup, bu dimerdeki

polipeptid alt birimleri birbirinden çok az farklı olan α ve β tübülindir.

Mikrotübülün boyu, her iki ucuna tübülin dimerlerinin eklenmesiyle uzar.

Dimerler paralel sıralı protofilamentleri oluşturmak için baştan kuyruğa kadar toplanırlar.

13 doğrusal protofilamentten oluşan mikrotübüller içi boş bir çekirdek etrafında bir araya gelirler.

Mikrotübüller, artı (+) ve eksi (-) uç denen iki uca sahip içi boş polar tüpçülerdir. Artı uç hızlı bir şekilde büyüme özelliğindeyken eksi uçtan alt birimler yitirilir. Çoğu hücrede mikrotübüllerin eksi ucu çekirdeğin yanında yer alan sentrozom içinde sabitleşerek artı uca tübülin moleküllerinin eklenmesiyle mikrotübülün hızlı büyümesi sağlanır.

Mikrotübüller aynı moleküller organizasyona sahiptir fakat farklı görevleri vardır;

1. Hücre şeklinin oluşturulması2. Kendi hareketi (self locomation) 3. Organellerin hücre içi taşınması 4. Mitoz süresince kromozomların ayrılması

Hücre iskeleti kendi yapısal elementleri tarafından uygulanan dış güçler arasında denge ile kararlı halde tutulur.

Hücre iskeleti bir çok organel ve hatta sitoplazmik enzimleri kendi yerinde tutar.

Hücre iskeleti çok dinamiktir. Hücrenin belirli bir kısmındaki iskelet elemanları burayı hızla boşaltabilir ve başka bir hücre kısmında yeniden bir araya gelerek hücrenin şeklini değiştirebilirler.

Organellerin hücre içine taşınması;

Bir mikrotübüle tutunmuş motor molekülleri onu bir diğer mikrotübüle kaydırır. Kayan komşu mikrotübüller sil yada kamçıyı hareket ettirirler. Kas hücrelerinin kasılması sırasında motor moleküller, mikrotübülleri değil mikrofilamentleri kaydırır.

Organellere tutunmuş haldeki motor moleküller organelleri mikrotübüller yada bazı durumlarda mikrofilamentler boyunca yürütülebilir.

Mitoz süresince kromozomların ayrılması Sentrozomun yapısı incelendiğinde dairesel bir hat üzerinde yan yana dizili 3'lü(triplet) mikrotübüller görülür. 3'lü yapıdaki bu mikrotübül yapılara '' SENTRİOL ''denir. Bu dairesel hat üzerinde 3'lü mikrotübüllerden 9 adet bulunur. 9 adet triplet mikrotübülün oluşturduğu bu yapıya da '' SENTROZOM '' denir. Sentrozom yada sentrioller

hücre bölünmesinde iğ ipliklerini oluşturur.

Mikrotübüllerin yapısına katılan proteinler

Microtubules associated proteins (MAPs)*Tau, akson mikrotübüllerinin stabilitesini arttırır.*MAP1 ve MAP2Kolsişin, mikrotübül birleşme ve ayrılma

evrelerini değiştirebilir.* Vinblastin ve Vincristin

Kinesin ve dynein; hücresel mikrotübül boyunca olan taşınmada görev alırlar.

Sitoplazmik vezikülleri (-)→ (+) uca doğru taşımada iş görür; kinesin

Sitoplazmik veziküller (+) →(-) uca doğru taşımada iş görür; dynein

Silyada hareketten sorumlu A tübülünün (-) uca kayma işlemine katılırlar; aksonemal dynein

MİKROFİLAMENTLER Mikrofilamentler, Aktin ve miyozinden oluşur. Çizgili kasta ve kalp kasında düzenli, düz kasta dağınıktırlar. Bir çok hücre de, hücre zarının hemen altında ağ oluşturarak,

endositoz, ekzositoz ve hücre göçü gibi zar aktivitesine bağlı işlerde önemli rol oynar.

Sitoplazmik organel, salgı keseciği ve granülleri ile yakın ilişki içindeki mikrofilamentler, bu hücre yapılarının hareketlerinde ve sitoplazmanın yeniden düzenlenmesinde rol oynarlar.

Hücre iskeletinin yapısal çerçevesinin büyük bir bölümü aktin ağından oluşur.

Yuvarlak yapılı aktine Globuler (G), polimerleşmiş aktine Fibroz (F) aktin denir.

AktinYapısal ve biyokimyasal çalışmalar, tüm hücrelerdeki

toplam proteinlerin önemli bir kısmını aktinin oluşturduğunu göstermektedir.

Kas hücreleri dışındaki bazı hücrelerin toplam proteinin %20’sini oluşturacak kadar fazla miktarda olabilir.

Hücre korteksindeki terminal ağın önemli bir yapısal elemanıdır.

Hücrelerdeki trans membran proteinleri ile sıkı bağlantı kurarak hücre içi desteğin oluşturulmasında önemli rol oynar.

Aktin proteini Ca ve Mg iyon konsantrasyonları arttığında, K ve Na iyon konsantrasyonları normal düzeyde iken kendiliğinden polimerleşirler.

Bununla birlikte, polimerizasyon olayının düzenlenmesi ve kontrolü, sitoplazmada serbest halde bulunan globüler aktin yada kısaca G aktin molekülünün derişimine ve aktin bağlayıcı proteinlerinin etkileşimine bağlıdır.

Bir G aktin molekülünün filamentin yapısına katılması ile bir mol ATP, ADP’ye dönüşür. Her G aktin molekülünde 1 çift çıkıntı 1 çift girinti vardır.

G aktinin çıkıntıları, diğer G aktinin girintileri ile anahtar-kilit pozisyonuna girerek uç uca eklenir. Polimerize olan G aktin molekülleri böylece Fibroz aktini yani F aktini oluşturur.

MiyozinMikrofilamentlerle ilişkili olan hücre aktivitelerinin çoğu,

miyozinin aktin filamentleriyle etkileşimine bağlıdır.Miyozin, hücre iskeletinde bulunan ve aktine yardımcı

olan bir motor proteindir.Morfolojik yapısı birbiri üzerine kıvrılmış golf sopasına

benzer. Bir baş ve bir kuyruk kısmından oluşur.Her iki baş bölgesinde birisi ATP’nin diğeri aktinin

bağlanma bölgesini oluşturan iki bölge ve iki hafif zincir bulunur.

ARA FİLAMENTLERAktin filamentlerinden daha kalın,

mikrotübüllerden ise daha ince olan daha basit bir düzenleme ile oluşan bu yapılara ara filamentler denir.

8-10nm çapında, stabil ve suda erimeyen proteinlerdir. Farklı hücre tiplerinde farklı boyut, çap ve yapıdadırlar.

Yalnızca metazoonlarda (omurgalılar, nematodlar, yumuşakçalar) bulunmaktadır.

Mekanik strese maruz kalan hücrelerde önemlidir.

Ara filamentlerin fonksiyonlarıHücrelere ve dokulara dayanıklılık verirlerNöronal aksonlarda ve epidermal hücrelerde boldur. Halata benzer yapıdadır. Esnektir ancak kolay kırılmazlar. Yapısal olarak birbirine benzeyen ancak kimyasal olarak

birbirinden farklı bir çok ara filament vardır.Bunlar ,-Keratin-Desmin-Vimentin filamentleri-Laminler-Glia-Nörofilamentlerdir