Filamente të ndërmjetme janë një strukturë karakteristike e qelizave eukariote. Ata janë vetë-montues dhe rezistent ndaj kimikateve. Struktura dhe funksionet e filamenteve të ndërmjetme përcaktohen nga karakteristikat e lidhjeve në molekulat e proteinave. Ato shërbejnë jo vetëm për formimin e skelës qelizore, por edhe për të siguruar ndërveprimin e organeleve.
Përshkrim i përgjithshëm
Filamentet janë struktura proteinike filamentoze që marrin pjesë në ndërtimin e citoskeletit. Sipas diametrit ato ndahen në 3 klasa. Filamentet e ndërmjetme (IF) kanë një vlerë mesatare të prerjes tërthore 7-11 nm. Ata zënë një pozicion të ndërmjetëm midis mikrofilamenteve Ø5-8 nm dhe mikrotubulave Ø25 nm, për të cilat kanë marrë emrin.
Ka 2 lloje të këtyre strukturave:
- Lamine. Ata janë në thelb. Të gjitha kafshët kanë filamente laminare.
- Citoplazmike. Ato janë të vendosura në citoplazmë. E disponueshme tek nematodat, molusqet, vertebrorët. Në këtë të fundit, disa lloje qelizash mund të mungojnë (për shembull, në qelizat gliale).
Vendndodhja
Filamente të ndërmjetme janë një nga elementët kryesorë të citoskeletit të organizmave të gjallë, qelizat e të cilëve përmbajnë bërthama (eukariote). Prokariotët gjithashtu kanë analoge të këtyre strukturave fibrilare. Ato nuk gjenden në qelizat bimore.
Shumica e filamenteve janë të vendosura në zonën perinukleare dhe tufa fibrilesh, të cilat ndodhen nën membranën plazmatike dhe shtrihen nga qendra deri në skajet e qelizave. Ka veçanërisht shumë prej tyre në ato specie që i nënshtrohen stresit mekanik - në muskuj, epitelial dhe gjithashtu në qelizat e fibrave nervore.
Llojet e proteinave
Siç tregojnë studimet, proteinat që përbëjnë filamentet e ndërmjetme dallohen në varësi të llojit të qelizave dhe fazës së diferencimit të tyre. Megjithatë, ato janë të gjitha të lidhura.
Proteinat e filamentit të ndërmjetëm ndahen në 4 lloje:
- Keratina. Ata formojnë polimere nga dy nëntipe - acid dhe neutral. Pesha molekulare e këtyre komponimeve varion nga 40,000-70,000 amu. m Në varësi të burimit të indeve, numri i formave të ndryshme heterogjene të keratinave mund të arrijë disa dhjetëra. Ato ndahen në 2 grupe sipas izoformës - epiteliale (më e shumta) dhe me brirë, që përbëjnë flokët, brirët, thonjtë dhe pendët e kafshëve.
- Në llojin e dytë, kombinohen 3 lloje proteinash, që kanë pothuajse të njëjtën peshë molekulare (45,000-53,000 amu). Këto përfshijnë: vimentin (indi lidhor, qelizat skuamoze,rreshtimi i sipërfaqes së gjakut dhe enëve limfatike; qelizat e gjakut) desmin (ind muskulor); periferinë (neuronet periferike dhe qendrore); Proteina acidike fibrilare gliale (proteina shumë specifike e trurit).
- Proteinat e neurofilamentit gjenden në neurite, procese cilindrike që bartin impulse ndërmjet qelizave nervore.
- Proteinat e shtresës bërthamore që qëndron në themel të membranës bërthamore. Ata janë pararendësit e të gjitha PF-ve të tjera.
Filamente të ndërmjetme mund të përbëhen nga disa lloje të substancave të mësipërme.
Properties
Karakteristikat e PF përcaktohen nga veçoritë e tyre të mëposhtme:
- numër i madh i molekulave polipeptide në seksion kryq;
- ndërveprime të forta hidrofobike që luajnë një rol të rëndësishëm në montimin e makromolekulave në formën e një mbimbështjelljeje të përdredhur;
- formimi i tetramerëve me ndërveprim të lartë elektrostatik.
Si rezultat, fijet e ndërmjetme fitojnë vetitë e një litari të fortë të përdredhur - ato përkulen mirë, por nuk thyhen. Kur trajtohen me reagentë dhe elektrolite të fortë, këto struktura janë të fundit që kalojnë në tretësirë, domethënë karakterizohen nga qëndrueshmëri e lartë kimike. Pra, pas denatyrimit të plotë të molekulave të proteinave në ure, filamentet mund të mblidhen në mënyrë të pavarur. Proteinat e futura nga jashtë integrohen shpejt në strukturën tashmë ekzistuese të këtyre përbërjeve.
Struktura
Për nga struktura e tyre, fijet e ndërmjetme janë jo-degëzuesepolimere që janë të afta si për formimin e komponimeve makromolekulare ashtu edhe për depolimerizimin. Paqëndrueshmëria e tyre strukturore i ndihmon qelizat të ndryshojnë formën e tyre.
Pavarësisht se filamentet kanë një përbërje të larmishme sipas llojit të proteinave, ato kanë të njëjtin plan strukturor. Në qendër të molekulave ka një spirale alfa, e cila ka formën e një spirale të djathtë. Formohet nga kontaktet midis strukturave hidrofobike. Struktura e saj përmban 4 segmente spirale të ndara nga seksione të shkurtra jo spirale.
Në skajet e spirales alfa janë domenet me një strukturë të pacaktuar. Ata luajnë një rol të rëndësishëm në montimin e filamentit dhe ndërveprimin me organelet qelizore. Madhësia e tyre dhe sekuenca e proteinave ndryshojnë shumë midis llojeve të ndryshme IF.
Ndërtimi i proteinave
Materiali kryesor i ndërtimit për PF janë dimerët - molekula komplekse të përbëra nga dy të thjeshta. Zakonisht ato përfshijnë 2 proteina të ndryshme të lidhura me struktura në formë shufre.
Lloji citoplazmatik i filamenteve përbëhet nga dimerë që formojnë fije me trashësi 1 bllok. Meqenëse ato janë paralele, por në drejtim të kundërt, nuk ka polaritet. Këto molekula dimerike më vonë mund të formojnë ato më komplekse.
Funksionet
Funksionet kryesore të filamenteve të ndërmjetme janë si më poshtë:
- sigurimi i forcës mekanike të qelizave dhe proceseve të tyre;
- përshtatja ndaj stresorëve;
- pjesëmarrje nëkontaktet që sigurojnë një lidhje të fortë të qelizave (indet epiteliale dhe muskulore);
- shpërndarja ndërqelizore e proteinave dhe organeleve (lokalizimi i aparatit Golgi, lizozomet, endozomet, bërthamat);
- pjesëmarrja në transportin e lipideve dhe sinjalizimin ndërmjet qelizave.
PF gjithashtu ndikon në funksionin mitokondrial. Siç tregojnë eksperimentet laboratorike në minj, tek ata individë që nuk kanë gjenin desmin, rregullimi ndërqelizor i këtyre organeleve është i shqetësuar dhe vetë qelizat programohen për një jetëgjatësi më të shkurtër. Si rezultat, konsumi i oksigjenit në inde reduktohet.
Nga ana tjetër, prania e filamenteve të ndërmjetme kontribuon në një ulje të lëvizshmërisë mitokondriale. Nëse vimentina futet artificialisht në qelizë, atëherë rrjeti IF mund të rikthehet.
Rëndësia në mjekësi
Shkeljet në sintezën, akumulimin dhe strukturën e PF çojnë në shfaqjen e disa gjendjeve patologjike:
- Formimi i pikave hialine në citoplazmën e qelizave të mëlçisë. Në një mënyrë tjetër, ato quhen trupa Mallory. Këto struktura janë proteina IF të tipit epitelial. Ato formohen me ekspozim të zgjatur ndaj alkoolit (hepatiti akut alkoolik), si dhe një shkelje e proceseve metabolike në kancerin parësor hepatoqelizor të mëlçisë (në pacientët me hepatit viral B dhe cirrozë), me stagnim të biliare në mëlçi dhe fshikëz e tëmthit. Hialina alkoolike ka veti imunogjene, e cila paracakton zhvillimin e patologjisë sistemike.
- Kur gjenet ndryshojnë,përgjegjës për prodhimin e keratinave, shfaqet një sëmundje trashëgimore e lëkurës - epidermolysis bullosa. Në këtë rast, ka një shkelje të lidhjes së shtresës së jashtme të lëkurës në membranën bazale që e ndan atë nga indi lidhës. Si rezultat, formohen erozioni dhe flluska. Lëkura bëhet shumë e ndjeshme ndaj dëmtimit më të vogël mekanik.
- Formimi i pllakave senile dhe ngatërresave neurofibrilare në qelizat e trurit në sëmundjen e Alzheimerit.
- Disa lloje të kardiomiopatisë që lidhen me akumulimin e tepërt të PF.
Shpresojmë që artikulli ynë t'u përgjigjet të gjitha pyetjeve tuaja.
