11. fejezet - A sejtváz és a sejtek mozgása (Kovács János)

Tartalom

Bevezetés
A mikrotubuláris váz
A sejtközpont
A csillók és ostorok
A mikrotubuláris váz motorfehérjéi
Az aktin váz
Az aktinváz motorfehérjéi: a miozinok
A sejtek mozgása
Az intermedier filamentumok
A 11. fejezet kérdései

Bevezetés

Az eukariota sejtek összetett belső vázzal rendelkeznek, mely három komponensből áll: a mikrotubulusokból, az aktin fonalrendszerből és az intermedier rostok hálózatából. Míg a mikrotubulusok és aktinfonalak minden eukariótában megtalálhatók, az intermedier filamentumok citoplazmatikus formái egyes csoportok (pl. rovarok) sejtjeiből hiányoznak, míg néhány szövetspecifikus változatuk csak gerincesekben fordul elő. Bár a “váz” elnevezéshez statikus, merev struktúra képzete asszociálódik, a sejtváz valójában dinamikus, állandóan átalakuló, a változó körülményekhez gyorsan alkalmazkodó hálózat.

A vázrendszer szerepe sokrétű: meghatározza a sejtek alakját, rögziti helyüket a szöveti strukturákban, de lehetővé teszi mozgásukat is, fenntartja a sejt belső rendezettségét, befolyásolja, irányítja a sejten belüli anyag- és organellum áramlást, a kromoszómák mozgatását és a sejt kettéválását az osztódás során. A három komponens szerepe e funkciók megvalósításában részben átfedő, részben megfigyelhető specializálódás is: az intermedier filamentumok elsősorban mechanikai szilárdságot kölcsönöznek a sejtnek, a mikrotubulusokhoz kapcsolódnak a sejten belüli transzport folyamatok, míg az aktin váz irányítja a sejtek mozgását, alakváltozásait. A vázrendszer elemei összességükben az intracelluláris membránokéval összemérhető kiterjedésű hordozó felületet alkotnak, melyhez számos fehérje kötődik, ezért ezek sejten belüli eloszlása és így az általuk katalizált reakciók is térben rendezetté válnak.

Minhárom vázat specifikus fehérjék polimerjei alkotják: a mikrotubulusok αβ tubulin heterodimerek, az aktin filamentumok aktin monomerek asszociációjával jönnek létre. Az aktin, illetve a tubulin globuláris szerkezetű fehérje. Ezzel szemben, az intermedier filamentumok hosszú, pálcika alakú molekulák polimerjei. Mindhárom váz-polimerhez számos járulékos fehérje kapcsolódik, melyek szabályozzák a polimerizációt, a vázelemek stabilitását, térbeli eloszlását. A mikrotubulusokhoz és az aktinvázhoz motorféhérjék is kapcsolódhatnak. Számukra a vázelemek sajátságos sínként szolgálnak, melyen végígcsúszva szállítják a hozzájuk kötött anyagokat.

A dinamikus belső váz létrejötte az eukarióták kialakulásának és fejlődésének jelentős mozzanata volt.A sejt ezáltal képessé vált a gyors alakváltozásra és mozgásra, ami lehetővé tette a külső környezet részeinek bekebelezését. A fagocitózissal nemcsak tápanyagok, hanem a plazmamembrán részei is bekerültek a sejtbe, és ez magyarázhatja az eukarióta sejtekre jellemző változatos belső membránrendszerek és a maghártya kialakulását. Bekebelezéssel jöhetett létre a szimbiózis ősi eukarióta sejtek és egyes baktériumok között, mely a mai mitokondriumok, illetve színtestek kialakulásához vezetett. A mikrotubuláris váz felhasználásával új osztódási mechanizmus – a mitózis – alakult ki, mely alkalmas volt nagy mennyiségű DNS pontos szétosztására, és ez megnyitotta az utat a genom méretének növekedése előtt. A mitózisra való képesség alapján fejlődhetett ki a meiózis és a szexuális szaporodás.