Клеточная подвижность и цитоскелет

Все биологические мембраны, включая плазматическую мембран и внутренние мембраны эукариотических клеток, имеют общие структурные особенности они представляют собой ансамбли липидных и белковых молекул, удерживаемых вместе с помощью нековалентных взаимодействий. Благодаря этим взаимодействиям поддерживается структурная целостность мембран Однако сами по себе клеточные мембраны являются подвижными, текучими структурами и большинство входящих в их состав молекул способны перемещаться в плоскости мембраны. Как показано на рис. 6-1, липидные молекулы образуют непрерывный двойной слой толщиной около 5 нм. Липидный бислой - это основная структура мембраны, которая и создает относительно непроницаемый барьер для большинства водорастворимых молекул. Белковые молекулы как бы растворены в липидном бислое. С их помощью выполняются разнообразные функции мембраны. Одни мембранные белки обеспечивают транспорт молекул внутрь клетки или из нее, другие являются ферментами и катализируют ассоциированные с мембраной реакции. Еще один класс белков осуществляет структурную связь плазматической мембраны с цитоскелетом, с одной стороны, и(или) с внеклеточным матриксом либо с соседней клеткой - с другой. Отдельную группу составляют белки, выполняющие роль рецепторов для получения и преобразования химических сигналов из окружающей среды. Как и следовало ожидать, мембраны асимметричны оба их слоя различаются по липидному и белковому составу, что отражает, по-видимому, функциональные различия их поверхностей. [c.349]

Цитоскелет образует многочисленные контакты с клеточной мембраной предполагается, что с цитоскелетны-ми элементами взаимодействуют определенные мембранные белки. Согласно простейшей модели строения мембраны, в липидном бислое плавают мембранные белки — подобно айсбергам в липидном море. Если бы такая модель соответствовала действительности, подвижность липидов и белков можно было бы предсказать с помощью физической химии. Изучение клеток показывает, однако, что только поведение липидов отвечает предсказаниям. Существенная доля (10—80%) мембранных белков вообще не обладает латеральной подвижностью, а те белки, которые все-таки движутся, делают это в 10—100 раз медленнее, чем предсказано. Латеральная подвижность мембранных белков усиливается под действием факторов, нарушающих связь цитоскелета с плазматической мембраной, из чего следует, что многие мембранные белки взаимодействуют с цитоскелетом — либо непосредственно, либо через другие белки мембраны [154]. Характер взаимодействия мембраны с цитоскелетом может изменяться во время развития организма. В мышечных клетках на самых ранних стадиях развития холинорецепторы движутся свободно. Позднее доля неподвижных белков увеличивается за счет обра- [c.86]

Итак, современное состояние вопроса о строении протоплазмы заставляет сделать вывод о существовании весьма тонкого и подвижного цитоскелета, который сохраняется и при разжижении цитоплазмы. В петлях цитоскелета размещаются разнообразные глобулярные белки, молекулы которых при развертывании сами могут превращаться в скелетные образования, а также различные органические и неорганические вещества, вода. Таким образом, современное учение о тонком строении клеточного тела в известной мере вернулось к теории сетчатой или фибриллярной структуры протоплазмы, только на более высокой основе. Оно включило в это представление полувековые достижения коллоидной химии и наше значение химической структуры белковых веществ. [c.392]

Заякоривание цитоскелета, обеспечивающее поддержание формы клеток и органелл и клеточной подвижности. [c.27]

КЛЕТОЧНАЯ ПОДВИЖНОСТЬ И ЦИТОСКЕЛЕТ [c.342]

Актиновые филаменты, микротрубочки, промежуточные филаменты и ассоциированные с ними белки, находясь под контролем неизвестных механизмов, обеспечивают изменения формы клетки и разнообразные виды клеточной подвижности. Кроме того, цитоскелет, по-видимому, играет роль структурного организатора цитоплазмы, связывая клеточные органеллы и растворимые белки. Микротрубочки, исходящие из клеточного центра, определяют характер [c.134]

Помимо этих трех основных типов белковых филаментов цитоскелет включает также множество различных вспомогательных белков, которые либо связывают филаменты друг с другом или с другими клеточными структурами (например, с плазматической мембраной), либо влияют на скорость и степень полимеризации филаментов. Специфические комплексы вспомогательных белков, взаимодействуя с белковыми филаментами, обеспечивают процессы движения. Два наиболее изученных примера-мышечное сокращение, за которое ответственны актиновые филаменты, и подвижность ресничек и жгутиков, связанная с функцией микротрубочек. Хотя в этих видах движения участвуют разные наборы белков, в обоих случаях движение связано с гидролизом АТФ и основано на одном принципе-на скольжении белковых нитей относительно друг друга. [c.75]

Книга полезна для всех биологов, интересующихся вопросами цитоскелета. Для тех, кто хочет познакомиться с этой проблемой более подробно, можно порекомендовать общие руководства, в которых цитоскелету и клеточной подвижности уделено много внимания Хэм А., Кормак Д. Гистология. — М. Мир, 1982—1983. Чен-цов Ю. С. Общая цитология. —М. МГУ, 1984. Алберте Б. и др. Молекулярная биология клетки. — М. Мир, 1986—1987. [c.5]

Никаких доказательств того, что процесс образования пятен и шапочки имеет какое-то отношение к стимуляции синтеза антител, не существует. Тем не менее зтот процесс интенсивно изучается, поскольку, возможно, полученные при зтом сведения помогут понять причины высокой подвижности связанных иммуноглобулинов и других рецепторов в клеточных мембранах. Существует предположение, чтО рецепторные молекулы (например, гликофорин) проходят через мембрану и связываются с цитоскелетом , образованным микрофиламента-ми и микротрубочками [97]. Рецептор, находясь в одном из состояний, должен быть свободным, чтобы диффундировать в плоскости мембраны с образованием пятен , зтот процесс не требует затраты знергии. В другом состоянии рецептор должен быть связан с микрофиламента-ми и микротрубочками, движения которых могли бы обеспечивать процесс образования шапочки , требующий знергии. В некоторых случаях инициация синтеза антител в лимфоцитах может происходить при связывании лектинов. Поскольку структура конканавалина А и характер его связывания с углеводными группами (разд. В 3) уже известны, мы надеемся, что исследование взаимодействия лектинов с клеточными поверхностями приблизит нас к пониманию сложных процессов, лежа щих в основе ответа на антиген [98, 99]. [c.386]

Актиновые филаменты, микротрубочки, промежуточные филаменты и связанные с ними белки способны к самопроизвольной сборке в сложную сеть белковых нитей, структурирующих цитоплазму. Цитоскелет играет ведущую роль в определении формы и полярности клеток, а также в их подвижности. Когда. животная клетка движется, пучок актиновых филаментов периодически выталкивает наружу ламеллоподии и микрошипы на одной из сторон клетки (переднем крае) и растягивает клеточный кортекс, поляризуя клетку, что помогает ей продвигаться вперед. Эта полярность поодерживается с помощью микротрубочек или актиновых филаментов, которые направляют поток материала плазматической мембраны к переднему краю клетки. [c.332]

Говоря коротко, организация и функционирование цитоскелета практически не зависят от клеточного ядра. Клетка, затратившая ядро, все еще способна прикрепляться к субстрату, изменять форму, мигрировать, захватьшать пищевые частицы и т. д. Если отделить от фибробласта небольшие фрагменты, вокруг каждого из, них замыкается плазматическая мембрана и эти фрагменты (которые могут составлять менее 1% объема клетки) сохраняют различные формы подвижности в течение нескольких часов. Некоторые из них образуют мембранные выпячивания или ламеллоподии, другие вытягивают и втягивают микрошипы. Однако ни один из них не способен передвигаться, и это позволяет думать, что субструктуры цитоскелета сами по себе могут обеспечить только локальную подвижность, тогда как перемещение всей клетки требует некоторой согласованности различных двигательных процессов. За эту согласованность, возможно, ответственны микротрубочки, тянущиеся от клеточного центра. - [c.132]

Направленное движение цитоплазмы в крупных растительных клетках и малоупорядоченное (скачкообразное) в мелких - функция актиновых филаментов цитоскелета. Их пачки расположены на границе статического кортикального слоя и подвижной части протоплазмы. Органеллы клетки, например, митохондрии, в движущейся цитоплазме сцеплены с актиновыми нитями через молекулы миозина. Последние скользят вдоль актиновых фибрилл, увлекая органеллы и используя для этого энергию гидролиза АТФ. Характерное для растительных клеток светозависимое перемещение хлоропластов также осуществляют актиновые филаменты, которые быстро образуются при изменении освещенности листа. Эта функция цитоскелета особенно важна для растительной клетки не способной передвигаться из-за жесткой клеточной стенки. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология