Микрофиламенты (актиновые микрофиламенты, МФ) — нити, состоящие из молекул глобулярного белка актина и присутствующие в цитоплазме всех эукариотических клеток. В мышечных клетках их также называют «тонкие филаменты» (толстые филаменты мышечных клеток состоят из белка миозина). Под плазматической мембраной микрофиламенты образуют трёхмерную сеть, в цитоплазме клетки формируют пучки из параллельно ориентированных нитей или трехмерную сеть. Имеют диаметр около 6-8 нм.
Содержание
Строение
Сборка и разборка
Состав
Функции
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Микрофиламенты» в других словарях:
МИКРОФИЛАМЕНТЫ — (от микро. и филаменты), нити белка актина немышечной природы в цитоплазме эукариотных клеток. Диам. 4 7 нм. Под плазматич. мембраной М. образуют сплошное сплетение, в цитоплазме клетки формируют пучки из параллельно ориентированных нитей или… … Биологический энциклопедический словарь
микрофиламенты — находящиеся в гиалоплазме нити белка актина, способные сокращаться. Совместно с микротрубочками составляют цитоскелет клетки, который определяет ее форму и влияет на перемещение внутриклеточных структур … Анатомия и морфология растений
промежуточные микрофиламенты — intermediate filaments промежуточные микрофиламенты. Kласс цитоскелетных нитей диаметром около 10 нм и составленный 5 типами структурных белков, каждый из которых тканеспецифичен: белки нейрофиламентов (молекулярная масса 65, 100 и 135 кД),… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
промежуточные микрофиламенты — Класс цитоскелетных нитей диаметром около 10 нм и составленный 5 типами структурных белков, каждый из которых тканеспецифичен: белки нейрофиламентов (молекулярная масса 65, 100 и 135 кД), фибриллярный кислый белок GFAP (50 кД), цитокератин,… … Справочник технического переводчика
Цитоскелет — эукариот. Актиновые микрофиламенты окрашены в красный, микротрубочки в зелёный, ядра клеток в голубой цвет. Цитоскелет это клеточный каркас или скелет, находящийся в цитоплазме живой клет … Википедия
КЛЕТКА — (cellula, cytus), основная структурно функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система. Может существовать как отд. организм (бактерии, простейшие, нек рые водоросли и грибы) или в составе тканей многоклеточных животных,… … Биологический энциклопедический словарь
Клетка — У этого термина существуют и другие значения, см. Клетка (значения). Клетки крови человека (РЭМ) … Википедия
ПОЛИМЕРЫ БИОЛОГИЧЕСКИЕ — (биополимеры) природные макромолекулы, играющие осн. роль в биол. процессах. К П. б. относятся белки, нуклеиновые кислоты (НК) и полисахариды. П. б. образуют структурную основу всех живых организмов; все процессы в клетке связаны с… … Физическая энциклопедия
цитоскелет — Термин цитоскелет Термин на английском cytoskeleton Синонимы Аббревиатуры Связанные термины биологические моторы, кинезин, клетка, протеом, протеомика Определение Клеточный каркас или скелет, находящийся в цитоплазме живой клетки. Описание… … Энциклопедический словарь нанотехнологий
Живая клетка — Клетка элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию,… … Википедия
Микрофиламент – определение, структура, функции и тест
Определение микрофиламента
Микрофиламенты, также называемые актиновыми нитями, представляют собой полимеры белка актина, которые являются частью клетка «s цитоскелет, Цитоскелет – это сеть белковых нитей, которая простирается по всей клетке, обеспечивая структуру клетки и удерживая на месте органеллы. Микрофиламенты – это самые мелкие филаменты цитоскелета. У них есть роли в движении клеток, мускул сокращение и деление клеток.
Структура микрофиламента
Микрофиламенты состоят из двух нитей субъединиц белка актина (отсюда и название нитей актина), намотанных по спирали. В частности, актиновые субъединицы, которые собираются вместе, чтобы сформировать микрофиламент, называются глобулярным актином (G-актин), а когда они объединены, их называют нитевидным актином (F-актин). Как и микротрубочки, микрофиламенты полярны. Их положительно заряженный или положительный конец зазубрен, а отрицательно заряженный отрицательный конец заострен. Поляризация происходит из-за молекулярной структуры молекул, которые составляют микрофиламент. Также как микротрубочки, плюс конец растет быстрее, чем минус конец.
Микрофиламенты – это самые тонкие филаменты цитоскелета диаметром около 6-7 нанометров. Микрофиламент начинает формироваться, когда три белка G-актина собираются вместе, образуя тример. Затем больше актина связывается с колючим концом. Процессу самосборки помогают белки автоклампина, которые действуют как двигатели, помогающие собрать длинные нити, которые составляют микрофиламенты. Две длинные нити актина располагаются по спирали, образуя микрофиламент.
Функции микрофиламентов
Сокращение мышц
Одна из важнейших ролей микрофиламентов заключается в сокращении мышц. Существует высокая концентрация микрофиламентов в мышечных клетках, где они образуют миофибриллы, основную единицу мышечная клетка, Актин является незаменимым белком для мышечных движений, и микрофиламенты часто называют актиновыми филаментами, потому что актин настолько важен в мышечная система тела. В мышечных клетках актин работает вместе с белком миозином, что позволяет мышцам сокращаться и расслабляться. Здесь ни актин, ни ��иозин не могут работать должным образом без другого, и они образуют комплекс, называемый актомиозин. Группы актомиозина находятся в саркомерах, основной единице мышечная ткань.
Движение клетки
Микрофиламенты играют роль в движении клеток. Это происходит по всему телу, и это также очень важно для организмов, чье тело состоит из одной клетки, таких как амебы; без микрофиламентов они не были бы подвижными. Актомиозин играет здесь роль так же, как и в мышечных клетках. Для того, чтобы клетки могли двигаться, один конец микрофиламента должен удлиняться, а другой конец должен укорачиваться, и миозин действует как мотор, чтобы это произошло.
Микрофиламенты также играют роль в цитоплазматическом течении. Цитоплазматический поток – это поток цитоплазма (содержимое клетки, включая жидкую часть, называется цитозоль и органеллы клетки) по всей клетке. Это позволяет питательным веществам, отходам и клеточным органеллам перемещаться из одной части клетки в другую. Микрофиламенты могут прикрепляться к клетке органеллы и затем заключите контракт, вытягивая органеллу в другую область клетки.
Клеточный отдел
Другая важная функция микрофиламентов состоит в том, чтобы помочь разделить клетки во время митоз (деление клеток). Микрофиламенты помогают процессу цитокинез когда клетка «сжимается» и физически разделяется на две части. дочерние клетки, Во время цитокинеза вокруг клетки, которая отделяется, образуется кольцо актина, а затем белки миозина натягивают актин и заставляют его сокращаться. Кольцо сужается вокруг ячейки, перетаскивая клеточная мембрана с ним, пока он не разделится на две клетки. После этого микрофиламенты деполимеризуются или распадаются на молекулы актина, в результате чего кольцо распадается, когда в нем больше нет необходимости.
Другие цитоскелетные компоненты
Два других типа филаментов, которые составляют цитоскелет, – это промежуточные филаменты и микротрубочки. Промежуточные нити больше, чем микрофиламенты, с диаметром около 10 нм, а микротрубочки больше, чем промежуточные нити на 23 нм. Промежуточные нити несут напряжение в клетке, придают клеточной структуре и организуют клеточные органеллы и привязывают их на месте. Микротрубочки играют роль в транспортировке органелл в клетке, формировании митотического веретена во время деления клетки и формировании структур, таких как реснички и жгутики, которые помогают определенным клеткам двигаться. Микрофиламенты, промежуточные филаменты и микротрубочки работают вместе как часть цитоскелета, чтобы организовать клетку и помочь ей выполнять свои функции.
викторина
1. Микрофиламенты играют роль в _____.A. Цитоплазматический потокB. Сокращение мышцC. Движение клеткиD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 1
D верно. Микрофиламенты играют роль во всех этих клеточных активностях.
2. Являются ли микрофиламенты шире, тоньше или того же размера, что и микротрубочки?A. ШиреB. разбавительC. Такой же размер
Ответ на вопрос № 2
В верно. Микрофиламенты тоньше, чем микротрубочки. Микрофиламенты также тоньше, чем промежуточные нити. Это самые тонкие компоненты цитоскелета диаметром около 6-7 нм.
3. Какой белок образует комплекс с актином в мышечных клетках?A. ЛаминB. AutoclampinC. миозинD. актомиозин
Ответ на вопрос № 3
С верно. Актин и миозин являются двумя основными белками мышечных клеток, и они зависят друг от друга, чтобы контролировать сокращение и расслабление мышц. Актин и миозин образуют комплекс друг с другом, и этот комплекс называется актомиозин.
Реснички и жгутики — органеллы специалъного значения, учасйвующие в процессах движения, — представляют собой выросты цитоплазмы, основу которых составляет картс из микротрубочек, называемй осевой нитью, или аксонемой (от греч. axis — ось и nema — нить). Длина ресничек равна 2-10 мкм, а их количество на поверхности одной реснитчатой клетки может достигать нескольких сотен. В единственном типе клеток человека, имеюпщх жгутик – спермиях – содержится только по одному жгутику длиноп 50-70 мкм. Аксонема образована 9 периферическими парами микротрубочек одной центрально расположенной парой; такое строение описьшается формулой (9 х 2) + 2 (рис. 3-16). Внутри каждой периферической пары за счет частичного слияния микротрубочек одна из них (А) полная, вторая (В) – неполная (2-3 димера обшие с микротрубочкой А).
Центральная пара микротрубочек окружена центральной оболоч-кой, от которой к периферическим дублетам расходятся радиальные сггицы- Периферические дублеты связаны друг с другом мостиками нексина, а от микротрубочки А к микротрубочке В соседнего дублета отходят «ручки» из белка динеина (см. рис. 3-16), который обладает активностью АТФазы.
Биение реснички и жгутика обусловлено скольжением соседних дублетов в аксонеме, которое опосредуется движением динеиновых ручек. Мутации, вызывающие изменения белков, входящих в состав ресничек и жгутиков, приводят к различным нарушениям функции соответствуюших клеток. При синдроме Картагенера (синдроме неподвижных ресничек), обычно обусловленном отсутствием динеиновых ручек; больные страдают хроническими заболеваниями дыхательной системы (связанными с нарушением функции очищения поверхности респираторного эпителия) и бесплодием (вследствие неподвижности спермиев).
Базальное тельце, по своему строению сходное с центриолью, лежит в основании каждой реснички или жгутика. На уровне апикального конца тельца микротрубочка С триплета заканчивается, а микротрубочки А и В продолжаются в соответствующие микротрубочки аксонемы реснички или жгутика. При развитии ресничек или жгутика базальное тельце играет роль матрицы, на которой поисходит сборка компонентов аксонемы.
Микрофиламенты
Микрофиламенты — тонкие белковые нити диаметром 5-7 нм, лежащие в цитоплазме поодиночке, в виде септей или пучками. В скелетной мышце тонкие микрофиламенты образуют упорядоченные пучки, Взаимодействуя с более толстыми миозиновыми филаментами.
Кортикольноя (терминальная) сеть — зона сгущения микрофиламентов под плазмолеммой, характерная для болышнства клеток. В этой сети микрофиламенты переплетены между собой и «сшиты» друг с другом с помощью особых белков, самым распространенным из которых является филамин. Кортикальная сеть препятствует резкой и внезапной деформацш клетки при механических воздействиях и обеспечивает плавные изменения ее формы путем перестройки, которая облегчается актин-ростворяющими (преобразующими) ферментами.
Прикрепление микрофиламентов к плазмолемме осуществляется благодаря их связи с ее интегральными («якорными») белками интегринами) — непосредственно или через ряд промежуточных белков талин, винкулин и α-актинин (см. рис. 10-9). Помимо этого, актиновые микрофиламенты прикрепляются к трансмембранным белкам в особых участках плазмолеммы, называемых адгезионными соединениями или, фокальными контактами, которые связывают клетки друг с другом или клетки с компонентами межклеточного вещества.
Актин — основной белок микроиламентов — встречается в мономерной форме (G-, или глобулярный актин), которая способна в присутствии цАМФ и Са2+ полимеризоваться в длишые цепи (F-, или фибриллярный актин). Обычно молекула актина имеет вид двух спирально скрученных нитей (см. рис. 10-9 и 13-5).
В микрофиламентах актин взаимодействует с рядом актин-связывающих белков (до нескольких десятков видов), выполняющих различные функции. Некоторые из них регулируют степень полимеризации актина, другие (например, филамин в кортикальной сети или фимбрин и виллин в микроворсинке) способствуют связьшанию отдельных микрофиламентов в системы. В немышечных клетках на актин приходится примерно 5-10% содержания белка, лишь около половины его организовано в филаменты. Микрофиламенты более устойчивы к физическим и химическим воздействиям, чем микротрубочки.
Функции микрофиламентов:
(1) обеспечение сократимости мышечных клеток (при взаимодействиис миозином);
(2) обеспечение функций, связанных с кортикальным слоем цитоплазмы и плазмолеммой (экзо- и эндоцитоз, образование псевдоподий и миграция клетки);
(3) перемещение внутри цитоплазмы органелл, транспортных пузырьков и других структур благодаря взаимодействию с некоторьай белками (минимиозином), связанными с поверхностью этих структур;
(4) обеспечение определенной жесткости клетки за счет наличия кортикальной сети, которая препятствует действию деформаций, но сама, перестраиваясь, способствует изменениям клеточной формы;
(5) формирование сократимой перетяжки при цитотомии, завершающей клеточное деление;
(6) образование основы («каркаса») некоторых органелл (микроворсинок, стереоцилий);
(7) участие в организации структуры межклеточных соединений (опоясывающих десмосом).
Микроворсинки – пальцевидные выросты цитоплазмы клетки диаметром 0.1 мкм и длиной 1 мкм, основу которых образуют актиновые микрофиламенты. Микроворсинки обеспечивают многократное увеличение площади поверхности клетки, на которой происходит расщепление и всасывание веществ. На апикальной поверхности некоторых клеток, активно участвуюхщх в указанных процессах (в эпителии тонкой кишки и почечных канальцев) имеется до нескольких тысяч микроворсинок, образующих в совокупности щеточную каемку.
Рис. 3-17. Схема ультраструктурной организации микроворсинки. АМФ – актиновые микрофиламенты, АВ – аморфное вещество (апикальной части микроворсинки), Ф, В – фимбрин и виллин (белки, образующие поперечные сшивки в пучке АМФ), мм – молекулы минимиозина (прикрепляющие пучок АМФ к плазмолемме микроворсинки), ТС – терминальная сеть АМФ, С – спектриновые мостики (прикрепляют ТС к плазмолемме), МФ – миозиновые филаменты, ПФ – промежуточные филаменты, ГК – гликокаликс.
Каркас каждой микроворсинки образован пучком, содержащим около 40 микрофиламентов, лежащих вдоль ее длинной оси (рис. 3-17). В апикалъной части микроворсинки этот пучок закреплен в аморфном веществе. Его жесткость обусловлена поперечными сшивками из белков фимбрина и виллина, изнутри пучок прикрешюн к плазмолемме микроворсинки особыми белковыми мостиками (молекулами минимиозина. У основания микроворсинки микрофиламенты пучка вплетаются в терминальную сеть, среди элементов которой имеются миозиновые филаменты. Взаимодействие актиновых и миозиновых филаментов терминальной сети, вероятно, обусловливает тонус и конфигурацию микроворсинки.
Стереоцилии – видоизмененные длинные (в некоторых клетках – ветвяшиеся) микроворсинки – выявляются значительно реже, чем микроворсинки и, подобно последним, содержат пучок микрофиламентов.
Микрофиламенты, микротрубочки и промежуточные филаменты как основные компоненты цитоскелета.
Актиновые микрофиламенты — структура, функции
Актиновые микрофиламенты представляют собой полимерные нитевидные образования диаметром 6—7 нм, состоящие из белка актина. Эти структуры обладают высокой динамичностью: на конце микрофиламента, обращенном к плазматической мембране (плюс-конец), идет полимеризация актина из его мономеров в цитоплазме, тогда как на противоположном (минус-конец) происходит деполимеризация. Микрофиламенты, таким образом, обладают структурной полярностью: рост нити идет с плюс-конца, укорочение — с минус-конца.
Организация и функционирование актинового цитоскелета обеспечиваются целым рядом актинсвязывающих белков, которые регулируют процессы полимеризации —деполимеризации микрофиламентов, связывают их друг с другом и придают контрактильные свойства.
Среди таких белков особое значение имеют миозины.
Взаимодействие одного из их семейства — миозина II с актином лежит в основе мышечного сокращения, а в немышечных клетках придает актиновым микрофиламентам контрактильные свойства — способность к механическому напряжению. Эта способность играет исключительно важную роль во всех адгезионных взаимодействиях.
Формирование новых актиновых микрофиламентов в клетке происходит путем их ответвления от предшествующих нитей.
Чтобы новый микрофиламент смог образоваться, необходима своеобразная «затравка». В ее формировании ключевую роль играет белковый комплекс Аф 2/3, включающий два белка, весьма сходных с актиновыми мономерами.
Будучи активированным, комплекс Аф 2/3 прикрепляется к боковой стороне предсуществующего актинового микрофиламента и изменяет свою конфигурацию, приобретая способность присоединить к себе еще один мономер актина.
Так возникает «затравка», инициирующая быстрый рост нового микрофиламента, отходящего в виде ответвления от боковой стороны старой нити под углом около 70°, тем самым в клетке формируется разветвленная сеть новых микрофиламентов.
Рост отдельных нитей вскоре заканчивается, нить разбирается на отдельные АДФ-содержащие мономеры актина, которые после замены в них АДФ на АТФ вновь вступают в реакцию полимеризации.
Актиновый цитоскелет играет ключевую роль в прикреплении клеток к внеклеточному матриксу и друг к другу, в формировании псевдоподий, с помощью которых клетки могут распластываться и направленно перемещаться.
Микрофиламенты (тонкие филаменты) — компонент цитоскелета эукариотических клеток. Они тоньше микротрубочек и по строению представляют собой тонкие белковые нити диаметром около 6 нм.
Основным белком, входящим в их состав, является актин. Также в клетках может встречаться миозин. В связке актин и миозин обеспечивают движение, хотя в клетке это может делать и один актин (например, в микроворсинках).
Каждый микрофиламент представляет собой две перекрученные цепочки, каждая из которых состоит из молекул актина и других белков в меньших количествах.
В некоторых клетках микрофиламенты образуют пучки под цитоплазматической мембраной, разделяют подвижную и неподвижную часть цитоплазмы, участвуют в эндо- и экзоцитозе.
Также функциями являются обеспечение движения всей клетки, ее компонентов и др.
Промежуточные филаменты (встречаются не во всех клетках эукариот, их нет у ряда групп животных и всех растений) отличаются от микрофиламентов большей толщиной, которая составляет около 10 нм.
Микрофиламенты, их состав и функции
Они могут строиться и разрушаться с любого конца, в то время как тонкие филаменты полярны, их сборка идет с «плюс»-конца, а разборка — с «минус» (также как у микротрубочек).
Существуют различные типы промежуточных филаментов (отличаются по белковому составу), один из которых содержится в клеточном ядре.
Этим объясняется отсутствие полярности. На концах филамента находятся глобулярные белки.
Образуют своеобразное сплетение около ядра и расходятся к периферии клетки. Обеспечивают клетке возможность противостоять механическим нагрузкам.
Основной белок- актин.
Актиновые микрофиламенты.
Микрофиламенты в общем.
Встречаются во всех клетках эукариот.
Микрофиламенты образуют пучки в цитоплазме подвижных клеток животных и образую кортикальный слой (под плазматической мембраной).
Основной белок- актин.
У млекопитающих 6 актинов: один в скелетных мышцах, один –в сердечной, два типа в гладких, два немышечных (цитоплазматических) актина=универсальный компонент любых клеток млекопитающих.
Все изоформы близки по аминокислотным последовательностям, вариантны лишь концевые участки.(они определяют скорость полимеризации, НЕ влияют на сокращение)
При полимеризации (+) конец нити микрофиламента быстро связывается с G-актином => растет быстрее
Малая концентрация G-актина=> F-актин начинает разбираться.
Критическая концентрация G-актина=>динамическое равновесие ( микрофиламент имеет постоянную длину)
На растущий конец прикрпеляются мономеры с АТФ, в процессе полимеризации происходит гидролиз АТФ, мономеры стаются связанными с АДФ.
Стабильность фибриллярной системы поддерживается:
Микрофиламенты
Образуют поперечные скрепки между нитями f-актина=>сложная трехмерная сеть(придает гелеобразное состояние цитоплазме);
Функции микрофиламентов в немышечных клетках:
Быть частью сократительного аппарата;
2. Участвовать в формировании скелетных структур, способных к движению.
