Aktuální číslo:

2019/11

Téma měsíce:

Ceny Neuron

Aktinový cytoskelet má své počátky již u bakterií

 |  5. 5. 2002
 |  Vesmír 81, 252, 2002/5

Cytoskelet se skládá ze tří typů vláknitých struktur: trubičkovitých mikrotubulů tvořených bílkovinou tubulinem, velmi tenkých mikrofilament tvořených aktinem a intermediárních filament různého typu, založených na celé skupině příbuzných bílkovin. Přitom pouze intermediární filamenta dobře odpovídají názvu cytoskelet (buněčná kostra); mikrotubuly a mikrofilamenta mají nejen funkci výztuhy, ale vyvolávají i různé formy pohybu v buňce. Zejména mikrofilamenta bývají nazývána buněčné svaly, protože aktin spolu s další bílkovinou myozinem tvoří komplex převádějící chemickou energii v pohybovou. V pravých svalových buňkách je pak pohybová funkce aktomyozinu rozvinuta do maxima (o cytoskeletu viz Vesmír 79, 438, 2000/8).

Donedávna platilo jako dogma, že se cytoskelet vyskytuje pouze u buněk s pravým jádrem (eukaryont), tedy u prvoků, řas a hub a od nich odvozených vyšších rostlin a živočichů. U prokaryont (bakterií v širokém slova smyslu) nebyly podobné struktury popsány. I. Trebichavský však již v prosincovém Vesmíru (Vesmír 80, 665, 2001/12) upozornil na nedávné objevy bakteriální bílkoviny FtsZ, jež je svou stavbou (pořadím aminokyselin v molekule) blízce příbuzná tubulinu i proteinu MreB, který je ze stejné rodiny jako aktin a plní rovněž cytoskeletární funkci. Spolu s Mbl, další bílkovinou tohoto typu, vytváří u Bacillus subtilis vlákna stočená pod cytoplazmatickou membránou do tvaru šroubovice. Když byly geny pro zmíněné bílkoviny geneticky inaktivovány a buňka proteiny netvořila, vedlo to u Bacillus subtilis k silnému narušení normálního tvaru. U Escherichia coli se dokonce bez MreB vytvářely namísto normálních tyčinek buňky ve tvaru koule. To odpovídá i dalšímu zjištění, že totiž bakterie kulovitého tvaru (koky) žádné geny pro bílkovinu MreB nemají. Také laboratorní pokusy potvrzují podobnost mezi MreB a aktinem. Protein MreB z Thermotoga maritima vytvářel v roztoku vlákna velmi podobná vláknům aktinu, a to jak průměrem, tak periodickým řazením jednotlivých molekul. Na rozdíl od aktinu se však nevytvářely dvojice filament obtočených okolo sebe. Stočená vlákna MreB u Bacillus subtilis odpovídají svým průměrem spojení asi deseti vláknitých molekul do jednoho svazku.

Otevřenou otázkou zůstává přesná funkce aktinu podobných bílkovin v bakteriální buňce. Pohybová funkce mikrofilament u eukaryont je vázána na přítomnost myozinu, který patří mezi molekulové motory proteiny pohybující se po vláknech cytoskeletu za spotřeby nukleozidtrifosfátů jako zdrojů energie. Molekulové motory (Vesmír 75, 309, 1996/6) však dosud u prokaryont objeveny nebyly. Zbývá možnost, že poměrně tuhá vlákna stočená do šroubovice fungují jako pružiny působící na stěnu buněk tlakem zevnitř. Účinek by mohlo mít i usměrněné přirůstání vláken na konci, vedoucí k protahování buňky určitým směrem (taková funkce je u eukaryontních buněk např. u měňavek známa). Je možno očekávat, že počátky aktinového cytoskeletu u bakterií budou nyní intenzivně studovány a brzo se o tomto tématu dozvíme více.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyziologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Jiří Kunert

Doc. RNDr. Jiří Kunert, DrSc., (*1938) vystudoval biologii a chemii na Přírodovědecké fakultě MU v Brně. Na Ústavu biologie LF UP vyučuje obecnou biologii, dále se zabývá lékařskou mykologií, fyziologií a biochemií hub.

Doporučujeme

Sekvenační data pomáhají odhalit globální rozšíření hub

Sekvenační data pomáhají odhalit globální rozšíření hub

Petr Baldrian  |  14. 11. 2019
Pokud vezmeme v úvahu, kolik dat získaných sekvenačními metodami (tzv. high-throughput-sequencing) je v současné době k dispozici, je možné se...
Probouzení nesmrtelnosti

Probouzení nesmrtelnosti

Marek Janáč  |  11. 11. 2019
Nesmrtelnost – věčná touha a hybatelka dějin života na planetě Zemi. V biologickém slova smyslu žene k plození potomstva, ve smyslu duchovním k...
Zabití ekonomikou

Zabití ekonomikou

Lucie Kalousová  |  11. 11. 2019
„Silná ekonomika vám může zlomit srdce,“ napsal v roce 2007 americký ekonom Christopher Ruhm. [1] Narážel tím na dobře zdokumentovaný paradox...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné