КГМУ Кафедра молекулярной биологии и

• КГМУ • Кафедра молекулярной биологии и медицинской генетики • Лекция • Тема: «Структурная организация и функции цитоскелета» • Специальность: 051301 - «Общая медицина» • Курс: 1 • Время: 50 мин. • Лектор: доцент БРИТЬКО В. В.

• Тема: «Структурная организация и функции цитоскелета» • Цель: изучение особенностей строения и химического состава цитоскелета. • План лекции: • 1. Роль цитоскелета в функционировании клетки. • 2. Микротрубочки и центр организации микротрубочек. • 3. Основные белки молекулярных двигателей. • 4. Актиновая кора или микрофилламенты. • 5. Промежуточные филаменты. • 6. Медикаментозная терапия и ее связь с микротрубочками. • 7. Реснички, микроворсинки.

Структурная организация и функции цитоскелета Эукариотические клетки способны изменять свою форму, перемещаться, передвигать органеллы, разделять хромосомы во время деления клеток, благодаря набору белков, составляющих цитоскелет.

• Цитоскелет состоит из 3 -х элементов (структур): • 1 микротрубочек • 2 актиновых филаментов (микрофиламенты) • 3 промежуточных филаментов • Химический состав и расположение этих структур различны. Они выполняют ряд важных функций; в том числе опорную.

Микротрубочки • Длинные трубочки, диаметром 2425 нм, стенки состоят из спирально закрученного белка тубулина. Микротрубочки – тонкие, полые органеллы, растут с одного конца (плюс конец) путем добавления молекул тубулина. Другой конец закреплен в центросоме (минус конец).

• Центросома – называется центром организации микротрубочек (ЦОМ), локализована в центре клетки рядом с ядром. • Микротрубочки – динамические структуры – способны расти, укорачиваться, а также у них высокая скорость сборки и разборки (например митотическое веретено).

• Функции микротрубочек: участие в самом акте движения, т. к. они являются структурными элементами (это внутриклеточный транспорт, например: перемещение синаптических пузырьков); • участие в деление клетки; • образование системы волокон, по которым перемещаются везикулы, органеллы ( движение веществ из комплекса Гольджи в ЭПС).

Связь микротрубочек с клиникой • Медикаментозная терапия • онкологических больных заключается в разрушении митотического веретена веществами, нарушающими полимеризацию (колхицин, винбластин). Данные препараты связываются с микротрубочками и ингибируют образование митотического веретена,

• предотвращают расхождение хромосом и таким образом уничтожаются быстро делящиеся раковые клетки. • Для лечения рака молочной железы применяется препарат таксол –действующий на аппарат микротрубочек, останавливая быстрое деление клеток.

Микрофиламенты (актиновые филаменты) • Состоят из белка актина. Актин содержится во многих эукариотических клетках, составляя до 5% от общего белка клетки. • В большинстве клеток содержится густая сеть из актиновых филаментов. Это тонкие белковые нити диаметром -5 -7 нм, образуют клеточный кортекс, придающий механическую прочность поверхности клетки, позволяет ей менять свою форму.

Промежуточные филаменты • Встречаются в цитоплазме эукариотических клеток. Это жесткие, прочные белковые волокна, устойчивые к растяжению полипептиды, образуют характерную «корзинку» возле ядра, оттуда по кривым траекториям движутся по периферии. Толщина 810 нм, т. е. промежуточный между диаметром микротрубочек и актиновых филаментов.

• Функции промежуточных филаментов – это противостояние механическому давлению в эпителиальных клетках, они участвуют в формировании ядерной ламины. • Т. е. кроме механической, защитной, образование трансклеточной сети, для противодействия внешним нагрузкам.

• Промежуточные филаменты образуют несколько белков: • Кератины – только в эпителиальных клетках встречаются 20 различных кератинов, 8 -тяжелых кератинов – специфичны для волос и ногтей; • Виментин и родственные белки – распространен в фибробластах и эндотелиальных клетках;

• Промежуточные филаменты обеспечивают устойчивость к • механическим воздействиям, но некоторые мутации в кератиновых генах изменяют организацию кератиновых филаментов, которые находятся в базальном слое эпителия. Такие генетические изменения увеличивают чувствительность кожи к механическим повреждениям. Примером являются

• обыкновенная и буллезная пузырчатка – на коже появляются пузырки (особенно на ладонях, подошвах, вокруг рта, туловище, шее, формируются рубцы, отслойка ногтей).

• Нейрофиламенты – цитоскелет в нервных клетках образуется из 3 -х видов белков: • низкомолекулярные белки (NF-Z) с низкой молекулярной массой; • средние белки нейрофиламентов (NFM) со средней молекулярной массой; • высокомолекулярные белки нейрофиламентов (NF-H) с высокой молекулярной массой.

• Нейрофиламенты расположены вдоль нейрона, придают эластичность • длинным отросткам нейронов (рис. 7 -2, ст 148, гл. 7) • Функция промежуточных филаментов – участие в формировании клеточных контактов – десмосом- (которые соединяют соседние эпителиальные клетки) и полудесмосом - прикрепляющих эпителиальные клетки к мембране, на которой они расположены.

• Ядерная ламина – или волокнистая ламина – это сеть промежуточных филаментов, расположенных на внутренней поверхности ядерной мембраны и связанных с ядерными порами. В отличии от других промежуточных филаментов, ламины разрушаются во время митоза при фрагментации ядра и ядерной мембраны и восстанавливаются в конце митоза.

• • • Контрольные вопросы: 1. Функции центросомы. 2. Белки промежуточных филаментов. 3. Ядерные ламины, строение и функции. 4. Активный цитоскелет и рак.