Ang mga intermediate na filament ay isang katangiang istraktura ng mga eukaryotic cell. Ang mga ito ay self-assembling at chemically resistant. Ang istraktura at pag-andar ng mga intermediate filament ay tinutukoy ng mga katangian ng mga bono sa mga molekula ng protina. Nagsisilbi ang mga ito hindi lamang upang mabuo ang cell scaffold, ngunit tinitiyak din ang interaksyon ng mga organelles.
Pangkalahatang Paglalarawan
Ang Filament ay mga filamentous na istruktura ng protina na nakikibahagi sa pagbuo ng cytoskeleton. Ayon sa diameter ay nahahati sila sa 3 klase. Ang mga intermediate filament (IF) ay may average na cross-sectional na halaga na 7-11 nm. Sinasakop nila ang isang intermediate na posisyon sa pagitan ng mga microfilament na Ø5-8 nm at microtubule na Ø25 nm, kung saan nakuha nila ang kanilang pangalan.
Mayroong 2 uri ng mga istrukturang ito:
- Lamine. Nasa core sila. Lahat ng hayop ay may laminar filament.
- Cytoplasmic. Matatagpuan ang mga ito sa cytoplasm. Magagamit sa nematodes, mollusks, vertebrates. Sa huli, maaaring wala ang ilang uri ng mga cell (halimbawa, sa mga glial cell).
Lokasyon
Ang mga intermediate filament ay isa sa mga pangunahing elemento ng cytoskeleton ng mga buhay na organismo na ang mga selula ay naglalaman ng nuclei (eukaryotes). Ang mga prokaryote ay mayroon ding mga analogue ng mga istrukturang ito ng fibrillar. Hindi sila matatagpuan sa mga selula ng halaman.
Karamihan sa mga filament ay matatagpuan sa perinuclear zone at mga bundle ng fibrils, na matatagpuan sa ilalim ng plasma membrane at umaabot mula sa gitna hanggang sa mga gilid ng mga cell. Lalo na marami sa kanila sa mga species na iyon na sumasailalim sa mekanikal na stress - sa kalamnan, epithelial, at gayundin sa mga cell ng nerve fibers.
Mga uri ng protina
Tulad ng ipinapakita ng mga pag-aaral, ang mga protina na bumubuo sa mga intermediate filament ay nakikilala depende sa uri ng mga cell at sa yugto ng kanilang pagkakaiba. Gayunpaman, magkakaugnay silang lahat.
Ang mga intermediate filament protein ay nahahati sa 4 na uri:
- Keratin. Bumubuo sila ng mga polimer mula sa dalawang subtype - acidic at neutral. Ang bigat ng molekular ng mga compound na ito ay mula 40,000-70,000 amu. m. Depende sa pinagmulan ng tissue, ang bilang ng iba't ibang mga heterogenous na anyo ng keratin ay maaaring umabot ng ilang sampu. Nahahati sila sa 2 pangkat ayon sa isoform - epithelial (pinakarami) at malibog, na bumubuo sa buhok, mga sungay, mga kuko at mga balahibo ng mga hayop.
- Sa pangalawang uri, 3 uri ng protina ang pinagsama, na may halos parehong molekular na timbang (45,000-53,000 amu). Kabilang dito ang: vimentin (connective tissue, squamous cells,lining sa ibabaw ng dugo at lymphatic vessels; mga selula ng dugo) desmin (muscle tissue); peripherin (peripheral at central neuron); glial fibrillar acidic protein (highly specific brain protein).
- Mga protina ng neurofilament na matatagpuan sa neurite, mga cylindrical na proseso na nagdadala ng mga impulses sa pagitan ng mga nerve cell.
- Mga protina ng nuclear lamina na nasa ilalim ng nuclear membrane. Sila ang nangunguna sa lahat ng iba pang PF.
Ang mga intermediate na filament ay maaaring binubuo ng ilang uri ng mga sangkap sa itaas.
Properties
Ang mga katangian ng PF ay tinutukoy ng kanilang mga sumusunod na tampok:
- malaking bilang ng mga polypeptide molecule sa cross section;
- malakas na hydrophobic na pakikipag-ugnayan na gumaganap ng mahalagang papel sa pagpupulong ng mga macromolecule sa anyo ng isang twisted supercoil;
- formation ng mga tetramer na may mataas na electrostatic interaction.
Bilang resulta, ang mga intermediate na filament ay nakakakuha ng mga katangian ng isang malakas na baluktot na lubid - sila ay yumuko nang maayos, ngunit hindi masira. Kapag ginagamot sa mga reagents at malakas na electrolytes, ang mga istrukturang ito ang huling napupunta sa solusyon, iyon ay, ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na katatagan ng kemikal. Kaya, pagkatapos ng kumpletong denaturation ng mga molekula ng protina sa urea, ang mga filament ay maaaring nakapag-iisa na mag-ipon. Ang mga protina na ipinakilala mula sa labas ay mabilis na isinama sa umiiral nang istruktura ng mga compound na ito.
Structure
Sa pamamagitan ng kanilang istraktura, ang mga intermediate na filament ay hindi sumasangapolymers na may kakayahang parehong pagbuo ng mga macromolecular compound at depolymerization. Ang kanilang kawalang-tatag sa istruktura ay nakakatulong sa mga cell na baguhin ang kanilang hugis.
Sa kabila ng katotohanan na ang mga filament ay may magkakaibang komposisyon ayon sa uri ng mga protina, mayroon silang parehong structural plan. Sa gitna ng mga molekula mayroong isang alpha helix, na may hugis ng isang kanang kamay na helix. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng mga contact sa pagitan ng mga hydrophobic na istruktura. Ang istraktura nito ay naglalaman ng 4 na spiral segment na pinaghihiwalay ng mga maikling non-spiral na seksyon.
Sa dulo ng alpha helix ay mga domain na may hindi tiyak na istraktura. Sila ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa filament assembly at pakikipag-ugnayan sa mga cell organelles. Malaki ang pagkakaiba ng kanilang laki at pagkakasunud-sunod ng protina sa iba't ibang uri ng IF.
Building protein
Ang pangunahing materyales sa pagtatayo para sa PF ay mga dimer - mga kumplikadong molekula na binubuo ng dalawang simple. Karaniwang kinabibilangan ang mga ito ng 2 magkaibang protina na konektado ng mga istrukturang hugis baras.
Ang cytoplasmic na uri ng mga filament ay binubuo ng mga dimer na bumubuo ng mga thread na 1 bloke ang kapal. Dahil ang mga ito ay parallel ngunit sa kabaligtaran ng direksyon, walang polarity. Ang mga dimeric na molekula na ito ay maaaring bumuo ng mas kumplikado sa ibang pagkakataon.
Mga Pag-andar
Ang mga pangunahing function ng intermediate filament ay ang mga sumusunod:
- pagtitiyak sa mekanikal na lakas ng mga cell at mga proseso nito;
- adaptation sa mga stressor;
- paglahok samga contact na nagbibigay ng malakas na koneksyon ng mga cell (epithelial at muscle tissue);
- intracellular distribution ng mga protina at organelles (localization ng Golgi apparatus, lysosomes, endosomes, nuclei);
- paglahok sa transportasyon ng lipid at pagbibigay ng senyas sa pagitan ng mga cell.
Nakakaapekto rin ang PF sa mitochondrial function. Tulad ng ipinapakita ng mga eksperimento sa laboratoryo sa mga daga, sa mga indibidwal na walang desmin gene, ang intracellular arrangement ng mga organel na ito ay nabalisa, at ang mga cell mismo ay naka-program para sa isang mas maikling habang-buhay. Bilang resulta, nababawasan ang pagkonsumo ng oxygen sa tissue.
Sa kabilang banda, ang pagkakaroon ng mga intermediate filament ay nakakatulong sa pagbaba ng mitochondrial mobility. Kung artipisyal na ipinapasok ang vimentin sa cell, maaaring maibalik ang IF network.
Kahalagahan ng Medisina
Ang mga paglabag sa synthesis, akumulasyon at istruktura ng PF ay humahantong sa paglitaw ng ilang pathological na kondisyon:
- Pagbuo ng mga patak ng hyaline sa cytoplasm ng mga selula ng atay. Sa ibang paraan, tinatawag silang Mallory bodies. Ang mga istrukturang ito ay mga IF na protina ng uri ng epithelial. Ang mga ito ay nabuo na may matagal na pagkakalantad sa alkohol (acute alcoholic hepatitis), pati na rin ang isang paglabag sa mga metabolic na proseso sa pangunahing hepatocellular liver cancer (sa mga pasyente na may viral hepatitis B at cirrhosis), na may pagwawalang-kilos ng apdo sa atay at gallbladder. Ang alcoholic hyaline ay may mga immunogenic na katangian, na tumutukoy sa pagbuo ng systemic pathology.
- Kapag nag-mutate ang mga gene,responsable para sa paggawa ng mga keratin, nangyayari ang isang namamana na sakit sa balat - epidermolysis bullosa. Sa kasong ito, mayroong isang paglabag sa attachment ng panlabas na layer ng balat sa basement membrane na naghihiwalay dito mula sa connective tissue. Bilang resulta, ang pagguho at mga bula ay nabuo. Ang balat ay nagiging napakasensitibo sa kaunting pinsala sa makina.
- Pagbuo ng senile plaques at neurofibrillary tangles sa brain cells sa Alzheimer's disease.
- Ilang uri ng cardiomyopathy na nauugnay sa labis na akumulasyon ng PF.
Umaasa kaming nasagot ng aming artikulo ang lahat ng iyong katanungan.
