CITOSZKELETON (SEJTVÁZ) Készítette: Zolcsák Márta III. évfolyam Biológia – számítástechnika

A sejt felépítése 1. Bevezetés A sejteket fénymikroszkóppal vizsgálva csak kismértékű strukturáltságot figyelhetünk meg. Látható a sejt alakja, sejthártya, sejtmag és a citoplazma. Speciális festési eljárásokkal egy-egy nagyobb – pl. mitokondrium –még láthatóvá tehető. A legegyszerűbb felépítésű sejtek a prokariótákra jellemzőek. A sejteket határoló hártya (plazmamembrán) választja el a külvilágtól. A sejten belül viszont nincsenek membránnal határolt terek. Az eukarióta sejtek sokkal nagyobbak, működésükben pedig sokkal bonyolultabbak. Belsejében sokféle speciális összetételű, különböző működésű membrán tagolja a sejt plazmáját.

Finom szálakból áll, az egész sejtet behálózó vázfehérje-szövedék. 2. Citoplazma - A sejt alapállománya. - Két részből áll: citoszol: Folyékony, vízben gazdag. A fehérjefonalak által határolt teret tölti ki. citogél: Finom szálakból áll, az egész sejtet behálózó vázfehérje-szövedék. Befolyásolja a sejtek alakját, elősegíti a sejtalkotók mozgását, alkalmazkodik a sejt életműködéséhez.

3. Sejtváz (citoszkeleton) Az eukarióta sejtekben vékony fonálszerű struktúrából álló belső támaszték van, amelyet sejtváznak vagy citoszkeletonnak nevezünk. Ez a váz biztosítja: A sejt mechanikai ellenálló-képességét Stabilizálja a sejt alakját Módot ad arra, hogy a sejt változtassa alakját, mozogjon, összehúzódj A sejten belül aktív mozgások jöjjenek létre

Fehérjetermészetű fonalak Mikrotubulusok Mikrofilamentumok Intermedier filamentumok Csőszerű struktúra 25 nm vastag Mikrofilamentumok Vékony fonalak 5-7 nm vastagságú Intermedier filamentumok Fonálszerű struktúrák Vastagsága 10 nm

Hasonlóságok Különbségek Mikrofilamentum - Mikrotubulus Intermedier filamentum Globuláris fehérjék (monomerek) összerendeződéséből jönnek létre (polimerizáció). Az így létrejött struktúrák széteshetnek építőelemeikre (depolimerizáció) Motorfehérjék társulhatnak ATP hasításból származó energia felhasználásával alakváltozáson esnek keresztül, és ezzel két fix struktúra között elmozdulást tesznek lehetővé. Ennek az elvnek az alapján mozognak a sejtfelszín csillói, halad előre a spermium az ostor csapkodó mozgásai révén, húzódik össze az izomsejt. Konzervatív fehérjék (ősi képződmények, az őket felépítő fehérjék keveset változnak az evolúció folyamán). Ritkán bontódnak le. Motorfehérjékkel nem társulnak. Az evolúció során jelentősen változtak.

A) Mikrotubulusok Nem elágazó. Csőszerű struktúra. Tubulinfehérjéből α , β épülnek fel. Alaktartás. A globuláris fehérje heterodimert képez, ez alkotja a mikrotubulus alapegységét. A dimerek hosszú láncokat hoznak létre, amelyek egymáshoz párhuzamosan kapcsolódva hozzák a mikrotubulust.

Labilis képződmények, stabilitásukhoz kémiai módosítások és speciális fehérjék járulnak, le- és felépülésüket kalcium- és magnéziumionok és GTP szabályozzák. A mikrotubulusok párhuzamosan rendeződve vázszerű struktúrákat hoznak létre, amely stabilizálja a sejt alakját. Komplex struktúrákat, organellumokat hoznak létre, ilyenek a centriolum, csilló, ostor.

Csilló (cilium) és Ostor (flagellum) Centriolum A sejt közepén, a sejtmag mellett elhelyezkedő organellum, a citocentrum (sejtközpont) központjában elhelyezkedő hengerded testecske, amely körben rendeződő mikrotubulustripletből áll. Két centriolum találhat a citocentrum közepén egymás mellett (diploszóma). Sejtbiológiai szerepe nem tisztázott. Csilló (cilium) és Ostor (flagellum) Egyes sejttípusok felszínéről kinyúló, hengeres nyúlványok. Jellegzetes csapkodó, kígyózó mozgás. Körben kilenc mikrotubuluspár, középen két mikrotubulus helyezkedik el. A mikrotubuluspárok közötti résben dineinkomplexek találhatóak.. A dineinkomplexek talpa a mikrotubulushoz tapad, mozgékony feji része a szomszédos mikrotubulust mozdítja el hosszanti irányba. A szomszédos mikrotubulusok elcsúsznak egymás mellett, ami a csilló meggörbüléséhez vezet. Ehhez ATP-hasításból származó energia szükséges.

Csilló (cilium) és Ostor (flagellum) Kívülről sejtmembrán borítja, tövénél bazális test található. Mozgásuk hasznosul. Szabad sejt esetében az előremozgást szolgálja (pl. csillós és ostoros egysejtűek, spermiumok) Hámrétegbe épített csillós sejt a hámréteg felszínét borító folyadék áramlását biztosítja (légcső és a petevezeték hámja).

B) Mikrofilamentumok 5-7 nm vastag Globuláris fehérjéből, az aktinmolekulából épülnek fel. Hosszú láncot alkotnak. Két lánc egymás körül csavarodva alkot egy mikrofilamentumot. Citoplazmában vannak. Kötegeket alkotva megtaláljuk a sejtek széli, sejtmembrán alatti zónában, ahol a sejtmembránnak ad támasztékot, mechanikai ellenállóképességet. Az aktinmikrofilamentumok szövedéke a citoplazmát viszkózussá teszi, míg a filamentumok gyors lebomlása, depolimerizációja a citoplazma folyékonyabbá válását idézi elő. Formakonzerváló szerep pl. mikrobolyhok. Jelentős szerepet játszanak a sejtek dinamikus, aktív mozgásfolyamataiban. Az aktinhoz miozin kötődhet, ami elmozdulásokat tesz lehetővé.

A miozin: farki és mozgékony feji rész, amely az aktin-mikrofilamentumhoz kötődik. A feji rész begörbül és a mikrofilamentumot elcsúsztatja. ATP kötéssel leválik a feji rész az aktinról, ATP hasításra kiegyenesedik és újra mikrofilamentumhoz kötődik. A miozin és az aktin egymáshoz viszonyított elmozdulását a sejtek kétféleképpen hasznosítják. Az egyik: a mikrofilamentum rögzített és a miozin mozgékony. Ilyenkor a miozin vándorol az aktinmikrofilamentum mentén. Ha a miozin mozgatható képlet felszínéhez kötődik, részt vehet az intracelluláris szállításban. A másik lehetőség: a miozin molekulák virágcsokorszerű kötegeket alkotnak. Két köteg összekapcsolódásával jönnek létre az izomsejt vastag filamentumai. Az aktinfilamentum-rendszert a vastag filamentumhoz képest elcsúsztatják és így a köteg megrövidül (kontrakció). Kontrakciós rendszer a legnagyobb fejlettséget a harántcsíkolt izomban éri el.

a) Mikrobolyhok b) Sztereociliumok Vázát 30-40 mikrofilamentumból álló köteg képezi. A filamentumokat fehérjék rögzítik egymáshoz és a mikroboholy felszínét képező sejtmembránhoz. Párhuzamosan, mereven állnak. A kefe szőrszálaihoz hasonlóan sűrűn egymás mellett helyezkednek el. Nem mozgékony nyúlványok. Érzéksejtek felszínén találjuk meg ( a halló-és egyensúlyozó-szerv szőrsejtjei, ízlelőbimbók érzéksejtjei).

C) Intermedier filamentumok Mechanikai védelem. Sejtalak stabilizálása. Mechanikai ellenállóképességet ad. Pl. a mechanikai hatásoknak leginkább kitett bőrhám sejtjei nagy mennyiségben tartalmaznak keratinfehérjét, az idegsejtekben neurofilamentumfehérjéből álló filamentumok biztosítják a sejt nyúlványos alakjának a megőrzését. A laminfehérjékből felépülő intermedier filamentumok vékony rostos réteget alkotva biztosítja a maghártya rugalmas mechanikai ellenállóképességét. 10 nm vastag Fibrózus fehérjemolekulákból jönnek létre.