Grada2024Grada2024Grada2024Grada2024Grada2024Grada2024
i

Aktuální číslo:

2024/7

Téma měsíce:

Čich

Obálka čísla

Cytolinkery

 |  31. 10. 2022
 |  Vesmír 101, 672, 2022/11
 |  Téma: Cytoskelet

Již v roce 1903 formuloval ruský biolog Nikolaj Konstantinovič Kolcov (1872–1940) koncept cytoskeletu, „buněčné kostry“ sestávající z vláken či tubulů, která je odpovědná za buněčné tvary. Vlákna cytoskeletu badatelé postupně objevili ve všech buňkách všech známých organismů a došli k závěru, že jsou nezbytná i pro stavbu tkání. Teprve nyní ale vychází najevo, jak důležité jsou pro integritu tkání vazebné proteiny, tzv. cytolinkery.

V současné době víme, že základem cytoskeletu jsou tři typy proteinových vláken: mikrotubuly, mikrofilamenta a intermediární (střední) filamenta, která společně zajišťují buňce tvar, mechanickou stabilitu i schopnost pohybu. Cytoskeletální vlákna jsou spojena s velkým množstvím dalších proteinů (např. tzv. proteinových motorů), které udržují architekturu cytoskeletu a pomáhají zabezpečit jeho základní funkce. Klíčovou roli v organizaci cytoskeletu však hrají také vazebné proteiny, tzv. cytolinkery. Jedná se o proteiny z rodiny plakinů, pro které je typický výskyt strukturních motivů umožňujících vazbu různých typů cytoskeletálních vláken. Plakiny jsou tedy schopné fyzicky propojovat jednotlivé komponenty cytoskeletu. Vzniklou síť navíc ukotvují na další buněčné struktury, jako je jádro nebo buněčné spoje na buněčné membráně. Zejména díky plakinům tak cystoskelet vytváří dynamickou trojrozměrnou opěrnou síť, která vyplňuje celé buňky.

Základ biomechaniky tkání

Z materiálového hlediska můžeme cytoskelet považovat za polymerní kompozit, který obsahuje chemicky a fyzikálně odlišné polymery ve formě vláken [1]. Tím připomíná některé moderní uměle vyrobené uhlíkové materiály. Je ale daleko sofistikovanější. Zatímco mikrotubuly se vyznačují nejvyšší tuhostí, intermediární filamenta mají ze všech tří typů cytoskeletálních vláken nejvyšší pružnost. Zajímavé je chování intermediárních vláken při mechanickém zatížení. Mnohem lépe totiž odolávají tahu než tlaku a historicky jsou považována za hlavní složku, která určuje tuhost cytoskeletu. Výsledné biofyzikální vlastnosti cytoskeletu jsou pak dány poměrným zastoupením jednotlivých vláken, mírou jejich propojení prostřednictvím cytolinkerů a architektonickým uspořádáním celé trojrozměrné sítě.

Zejména díky přítomnosti doprovodných proteinů a schopnosti jednotlivých vláken lokálně přirůstat (polymerovat) a rozpadat se (depolymerovat) je tato síť překvapivě dynamická. Působením vnějších sil může například docházet k rychlé přestavbě cytoskeletu tak, aby minimalizoval deformace buňky. To má za cíl zabránit poškození jak celé buňky, tak jejích jednotlivých struktur, a především jádra obsahujícího genetickou informaci ve formě DNA.

Nyní vidíte 18 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: Cytoskelet
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Medicína, Molekulární biologie

O autorech

Martin Gregor

Magdalena Přechová

Další články k tématu

Tau, nenápadný strážce i zrádce mozkuuzamčeno

Správné fungování cytoskeletu závisí na souhře řady proteinů a jakákoli chyba může mít závažné důsledky. Platí to i pro protein tau, který pomáhá...

Entropické síly mohou pohánět buněčné děleníuzamčeno

Buňky jsou složité systémy sestávající z bezpočtu prvků provázaných komplexní sítí vazeb. Chceme-li studovat jen některé buněčné funkce, je...

Doporučujeme

Algoritmy pro zdraví

Algoritmy pro zdraví

Ondřej Vrtiška  |  8. 7. 2024
Umělá inteligence proniká do medicíny a v následujících letech ji nejspíš významně promění. Regina Barzilay z MIT má pro vývoj nástrojů...
Mají savci feromony?

Mají savci feromony?

Pavel Stopka  |  8. 7. 2024
Chemická komunikace je způsob předávání a rozpoznávání látek, jímž živočichové získávají informace o jiných jedincích, o jejich pohlaví a věku, o...
Jak funguje moderní speleologie

Jak funguje moderní speleologie uzamčeno

Michal Filippi, Jan Sirotek  |  8. 7. 2024
Přesně před 150 lety byla na prodej Mamutí jeskyně. Systém, který do té doby sloužil jako místo pro těžbu ledku z guana, byl k mání za pouhých...