Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

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

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné