โครงร่างโครงร่างคือชุดของโครงสร้างโปรตีนที่มีลักษณะคล้ายเกลียว - ไมโครทูบูลและไมโครฟิลาเมนต์ที่ประกอบขึ้นเป็นระบบกล้ามเนื้อและกระดูกของเซลล์ มีเพียงเซลล์ยูคาริโอตเท่านั้นที่มีโครงร่างเซลล์ ส่วนเซลล์โปรคาริโอต (แบคทีเรีย) ไม่มี ซึ่งเป็นข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์ทั้งสองประเภทนี้ โครงกระดูกช่วยให้เซลล์มีรูปร่างที่แน่นอนแม้ในกรณีที่ไม่มีผนังเซลล์ที่แข็งแรงก็ตาม จัดการเคลื่อนไหวของออร์แกเนลล์ในไซโตพลาสซึม (ที่เรียกว่าการไหลของโปรโตพลาสซึม) ซึ่งรองรับการเคลื่อนไหวของอะมีบา โครงร่างโครงร่างถูกสร้างขึ้นใหม่ได้อย่างง่ายดาย โดยหากจำเป็น จะมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ ความสามารถของเซลล์ในการเปลี่ยนแปลงรูปร่างจะเป็นตัวกำหนดการเคลื่อนที่ของชั้นเซลล์ในระยะแรกการพัฒนาของตัวอ่อน - ระหว่างการแบ่งเซลล์ (ไมโทซีส
) โครงร่างโครงร่าง "แยกส่วน" (แยกตัวออก) และการประกอบตัวเองเกิดขึ้นอีกครั้งในเซลล์ลูกสาว
โครงกระดูกทำหน้าที่หลักสามประการ
1. ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างทางกลสำหรับเซลล์ ซึ่งทำให้เซลล์มีรูปร่างปกติและให้การสื่อสารระหว่างเมมเบรนและออร์แกเนลล์ กรอบงานเป็นโครงสร้างแบบไดนามิกที่ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องตามเงื่อนไขภายนอกและสถานะของการเปลี่ยนแปลงของเซลล์
2. ทำหน้าที่เป็น “กลไก” ในการเคลื่อนที่ของเซลล์
3. ทำหน้าที่เป็น "ราง" สำหรับการขนส่งออร์แกเนลล์และสารเชิงซ้อนขนาดใหญ่อื่นๆ ภายในเซลล์
พลาสซึมของเซลล์ยูคาริโอตถูกแทรกซึมโดยเครือข่ายสามมิติของเส้นใยโปรตีน (เส้นใย) ที่เรียกว่าโครงร่างโครงร่าง เส้นใยแบ่งออกเป็นสามกลุ่มขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลาง: ไมโครฟิลาเมนต์ (6-8 นาโนเมตร) เส้นใยระดับกลาง (ประมาณ 10 นาโนเมตร) และไมโครทูบูล (ประมาณ 25 นาโนเมตร)
เส้นใยทั้งหมดนี้เป็นโพลีเมอร์ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยของโปรตีนทรงกลมพิเศษ
ไมโครฟิลาเมนต์ (แอคตินฟิลาเมนต์) ประกอบด้วยแอคติน ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีมากที่สุดในเซลล์ยูคาริโอต แอกตินสามารถมีอยู่ในรูปของโมโนเมอร์ (G-actin, “globular actin”) หรือโพลีเมอร์ (F-actin, “fibrillar actin”) G-actin เป็นโปรตีนทรงกลมไม่สมมาตร (42 kDa) ประกอบด้วยสองโดเมน เมื่อความแข็งแรงของไอออนเพิ่มขึ้น G-actin จะรวมตัวกันจนเกิดเป็น F-actin ซึ่งเป็นโพลีเมอร์ขดเส้นตรง โมเลกุล G-actin มีโมเลกุล ATP ที่จับกันแน่น ซึ่งเมื่อแปลงเป็น F-actin จะถูกไฮโดรไลซ์อย่างช้าๆ เป็น ADP กล่าวคือ F-actin แสดงคุณสมบัติของ ATPase
B. โปรตีนไฟเบอร์ระดับกลาง
องค์ประกอบโครงสร้างของเส้นใยขั้นกลางคือโปรตีนที่อยู่ในตระกูลที่เกี่ยวข้องกันห้าตระกูลและมีความจำเพาะของเซลล์ในระดับสูง ตัวแทนโดยทั่วไปของโปรตีนเหล่านี้ ได้แก่ ไซโตเคอราติน, เดสมิน, วิเมนติน, โปรตีนกรดกรด glia fibrillary [GFAP] และเส้นใยประสาท
โปรตีนเหล่านี้ทั้งหมดมีโครงสร้างพื้นฐานแกนกลางในส่วนกลาง ซึ่งเรียกว่า α-helix แบบซุปเปอร์คอยล์ ไดเมอร์ดังกล่าวเชื่อมโยงขนานกันเพื่อสร้างเตตระเมอร์
การรวมตัวของเตตระเมอร์ในลักษณะตัวต่อตัวจะทำให้เกิดโปรโตฟิลาเมนต์
โปรโตฟิลาเมนต์แปดตัวก่อตัวเป็นเส้นใยระดับกลาง
โครงกระดูกเป็นระบบไซโตพลาสซึมที่มีไดนามิกสูง โครงสร้างโครงร่างของเซลล์หลายชนิดสามารถถูกทำลายและงอกขึ้นมาใหม่ได้อย่างง่ายดาย โดยเปลี่ยนตำแหน่งหรือสัณฐานวิทยา คุณสมบัติทางโครงร่างโครงร่างเหล่านี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอไรเซชัน-ดีโพลีเมอไรเซชันของโปรตีนโครงร่างโครงร่างหลัก และอันตรกิริยากับโปรตีนอื่น ๆ ทั้งเชิงโครงสร้างและเชิงกฎระเบียบ
มีเพียงเซลล์ยูคาริโอตเท่านั้นที่มีโครงร่างเซลล์ ส่วนเซลล์โปรคาริโอต (แบคทีเรีย) ไม่มี ซึ่งเป็นข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์ทั้งสองประเภทนี้ โครงกระดูกช่วยให้เซลล์มีรูปร่างที่แน่นอนแม้ในกรณีที่ไม่มีผนังเซลล์ที่แข็งแรงก็ตาม จัดการเคลื่อนไหวของออร์แกเนลล์ในไซโตพลาสซึม (ที่เรียกว่าการไหลของโปรโตพลาสซึม) ซึ่งรองรับการเคลื่อนไหวของอะมีบา โครงร่างโครงร่างถูกสร้างขึ้นใหม่ได้อย่างง่ายดาย โดยหากจำเป็น จะมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ ความสามารถของเซลล์ในการเปลี่ยนรูปร่างจะเป็นตัวกำหนดการเคลื่อนที่ของชั้นเซลล์ในระยะแรกของการพัฒนาของตัวอ่อน ในระหว่างการแบ่งเซลล์ (ไมโทซีส) โครงร่างโครงกระดูกจะ “แยกส่วน” (แยกตัวออก) และในเซลล์ลูก การประกอบตัวเองจะเกิดขึ้นอีกครั้ง
หน้าที่ของโครงร่างโครงกระดูกนั้นมีความหลากหลาย ช่วยรักษารูปร่างของเซลล์และดำเนินการเคลื่อนไหวของเซลล์ทุกประเภท นอกจากนี้โครงร่างโครงร่างสามารถมีส่วนร่วมในการควบคุมกิจกรรมการเผาผลาญของเซลล์
โครงร่างโครงร่างประกอบด้วยโปรตีน ในโครงร่างโครงร่างโครงร่าง ระบบหลักหลายระบบมีความโดดเด่น โดยตั้งชื่อตามองค์ประกอบโครงสร้างหลักที่มองเห็นได้ในระหว่างการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (ไมโครฟิลาเมนต์, ฟิลาเมนต์ระดับกลาง, ไมโครทูบูล) หรือโดยโปรตีนหลักที่รวมอยู่ในองค์ประกอบ (ระบบแอคติน-ไมโอซิน, เคราติน, ทูบูลิน- ระบบไดนีน)
เส้นใยระดับกลางเป็นโครงสร้างที่เข้าใจน้อยที่สุดในบรรดาองค์ประกอบหลักของโครงร่างโครงร่าง ที่เกี่ยวข้องกับการประกอบ ไดนามิก และการทำงานของพวกมัน คุณสมบัติและไดนามิกของพวกมันแตกต่างอย่างมากจากทั้งไมโครทูบูลและเส้นใยแอกติน หน้าที่ของเส้นใยระดับกลางยังคงอยู่ในขอบเขตของสมมติฐาน
เส้นใยระดับกลางของไซโตพลาสซึมพบได้ในเซลล์ยูคาริโอตส่วนใหญ่ ทั้งในสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง และในพืชชั้นสูง ตัวอย่างเซลล์สัตว์ที่พบไม่บ่อยซึ่งไม่พบเส้นใยระดับกลางนั้นไม่สามารถถือเป็นที่แน่ชัดได้ เนื่องจากโปรตีนจากเส้นใยระดับกลางสามารถสร้างโครงสร้างที่ผิดปกติได้
ไมโครทูบูลทางสัณฐานวิทยาเป็นทรงกระบอกกลวงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 25 นาโนเมตร และมีความหนาของผนังประมาณ 5 นาโนเมตร ผนังทรงกระบอกประกอบด้วยโปรโตฟิลาเมนต์ - โพลีเมอร์เชิงเส้นของทูบูลินที่มีเฮเทอโรไดเมอร์ตามแนวยาว ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของไมโครทูบูล โปรโตฟิลาเมนต์จะวิ่งไปตามแกนยาวโดยมีการเลื่อนเล็กน้อยสัมพันธ์กัน ดังนั้นหน่วยย่อยของทูบูลินจึงก่อตัวเป็นเกลียวสามจุดเริ่มต้น ไมโครทูบูลของสัตว์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรโตฟิลาเมนต์ 13 ชิ้น
เส้นใยแอกตินมีบทบาทสำคัญในอุปกรณ์หดตัวของกล้ามเนื้อและเซลล์ที่ไม่ใช่กล้ามเนื้อ และยังมีส่วนร่วมในกระบวนการเซลล์อื่นๆ อีกมากมาย เช่น การเคลื่อนไหว การรักษารูปร่างของเซลล์ ไซโตไคเนซิส
เส้นใยแอคตินหรือไฟบริลลาร์แอคติน (F-actin) เป็นเส้นใยบาง ๆ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6-8 นาโนเมตร เป็นผลมาจากการเกิดพอลิเมอไรเซชันของแอคตินทรงกลม - G-actin ในเซลล์ เส้นใยแอกตินสามารถก่อตัวเป็นโครงสร้างที่แตกต่างกันมากมายด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนอื่นๆ
1. สภาพแวดล้อมภายในของเซลล์คืออะไร? ระบบกล้ามเนื้อและกระดูกของเซลล์ชื่ออะไรซึ่งแสดงโดยเครือข่ายของเส้นด้ายและท่อบาง ๆ?
สภาพแวดล้อมภายในของเซลล์คือไฮยาโลพลาสซึม และระบบกล้ามเนื้อและกระดูกของเซลล์คือโครงร่างโครงร่าง
2. ไฮยาพลาสซึมคืออะไร? องค์ประกอบทางเคมีของมันคืออะไร? มันทำหน้าที่อะไรบ้าง?
ไฮยาพลาสซึมเป็นสภาพแวดล้อมภายในของเซลล์ซึ่งมีโครงสร้างภายในเซลล์ทั้งหมดตั้งอยู่และเกิดกระบวนการเผาผลาญต่างๆ Hyaloplasm เป็นสารละลายที่มีความหนาไม่มีสีและมีความหนืดซึ่งมีปริมาณน้ำอยู่ที่ 70-90% ไฮยาพลาสซึมประกอบด้วยโปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และสารประกอบอนินทรีย์หลายชนิด ที่นี่ในรูปแบบละลายน้ำจะมีกรดอะมิโน นิวคลีโอไทด์ และ "ส่วนประกอบ" อื่นๆ ของโพลีเมอร์ชีวภาพ รวมถึงผลิตภัณฑ์ระดับกลางที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาผลาญ ไฮยาพลาสซึมรวมโครงสร้างเซลล์ทั้งหมดเข้าด้วยกันและรับประกันการมีปฏิสัมพันธ์ทางเคมีระหว่างพวกมัน
3. อะไรคือความแตกต่างระหว่างแนวคิดของ "ไซโตพลาสซึม" และ "ไฮยาโลพลาสซึม"?
ไซโตพลาสซึมรวมถึงไฮยาพลาสซึมและออร์แกเนลล์ทั้งหมด การรวมและโครงร่างโครงร่างที่ฝังอยู่ในนั้น
4. โครงกระดูกประกอบด้วยอะไรบ้าง? มันมีหน้าที่อะไรในเซลล์?
Cytoskeleton (โครงกระดูกไซโตพลาสซึมในเซลล์) เป็นส่วนสำคัญของไซโตพลาสซึมซึ่งเป็นกรอบทางกลของมัน โครงร่างโครงร่างเป็นเครือข่ายสามมิติที่ซับซ้อนของไมโครฟิลาเมนต์และไมโครทูบูล
5. ไมโครทูบูลแตกต่างจากไมโครฟิลาเมนต์อย่างไร
ไมโครฟิลาเมนต์เป็นเส้นใยโปรตีนบาง ๆ (ไฟบริล) ประกอบด้วยเส้นใยสองเส้นบิดเกลียวเป็นเกลียวรอบกัน เส้นใยแต่ละเส้นเป็นผลมาจากปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของโมเลกุลโปรตีนแอคติน ไฟบริลของโปรตีนที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งคือไมโอซินก็พบได้ในเซลล์เช่นกัน ไฟบริลของไมโอซินร่วมกับไมโครฟิลาเมนต์ของแอคตินก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนที่สามารถทำสัญญาโดยใช้พลังงานของ ATP ไมโครทูบูลเป็นหลอดกลวงบาง ๆ ที่ไม่มีการแยกแขนง เกิดจากโมเลกุลโปรตีนทูบูลิน
6. พลวัตขององค์ประกอบโครงสร้างของโครงร่างโครงกระดูกปรากฏอย่างไร?
องค์ประกอบของโครงร่างโครงร่างมีความไดนามิกมาก ในบางพื้นที่ของเซลล์ เมื่อสภาวะภายนอกและภายในเปลี่ยนแปลงไป เซลล์ก็จะสลายตัวและประกอบกลับเข้าไปใหม่ได้ โมเลกุลโปรตีนแต่ละโมเลกุลเกิดขึ้นระหว่างการแยกชิ้นส่วนไมโครทูบูลและไมโครฟิลาเมนต์ผ่านเข้าไปในสารละลายโดยเป็นส่วนหนึ่งของไฮยาโลพลาสซึม เมื่อประกอบองค์ประกอบโครงร่างโครงร่างจะสังเกตกระบวนการย้อนกลับ
7. เป็นที่ทราบกันว่าไฮยาพลาสซึมสามารถเปลี่ยนความหนืดและความลื่นไหลโดยเปลี่ยนจากของเหลวเป็นสถานะเจลและในทางกลับกัน เสนอสมมติฐานว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้อย่างไร
ไฮยาพลาสซึมสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติได้ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอกและภายใน: อุณหภูมิ, ความเข้มข้นของสารในเซลล์, ความเป็นกรด ในกรณีนี้จะสังเกตการเพิ่มขึ้นของอัตราการสลายตัวขององค์ประกอบเซลล์โครงร่างและไฮยาพลาสซึมจะกลายเป็นของเหลวมากขึ้น ในกรณีตรงกันข้ามเมื่ออัตราการสังเคราะห์องค์ประกอบไซโตสเกเลทัลเพิ่มขึ้น ไฮยาโลพลาสซึมจะมีความหนืด
อีกครั้งที่อุทิศการตีพิมพ์ให้กับหัวข้อทางชีววิทยาเรามาพูดถึงสิ่งที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในนั้น - โครงร่างโครงร่าง (จากภาษากรีก "cytos" ซึ่งแปลว่า "เซลล์") เราจะพิจารณาโครงสร้างและหน้าที่ของโครงร่างโครงร่างด้วย
ก่อนที่จะพูดคุยในหัวข้อนี้ ควรให้แนวคิดเรื่องไซโตพลาสซึมก่อน นี่คือสภาพแวดล้อมกึ่งของเหลวภายในของเซลล์ ซึ่งถูกจำกัดโดยเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม สภาพแวดล้อมภายในนี้ไม่รวมถึงนิวเคลียสและแวคิวโอลของเซลล์
และโครงร่างโครงร่างของเซลล์ก็เป็นโครงร่างของเซลล์ซึ่งอยู่ในเซลล์ของยูคาริโอต (สิ่งมีชีวิตที่มีนิวเคลียสอยู่ในเซลล์) เป็นโครงสร้างแบบไดนามิกที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้
แหล่งข้อมูลบางแห่งที่กล่าวถึงโครงสร้างและหน้าที่ของโครงร่างโครงร่างโครงกระดูกให้คำจำกัดความที่แตกต่างกันเล็กน้อยโดยใช้คำที่ต่างกัน มันเป็นระบบกล้ามเนื้อและกระดูกของเซลล์ซึ่งเกิดจากโครงสร้างเส้นใยโปรตีน มีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหวของเซลล์
โครงร่างโครงกระดูกถูกสร้างขึ้นโดยโปรตีน ในโครงสร้างของมันมีหลายระบบที่มีความโดดเด่นชื่อที่มาจากองค์ประกอบโครงสร้างหลักหรือจากโปรตีนหลักที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบเหล่านี้
เนื่องจากโครงกระดูกเป็นโครงสร้างจึงมีองค์ประกอบหลักสามประการในนั้น มีบทบาทสำคัญในชีวิตและการเคลื่อนไหวของเซลล์
โครงกระดูกประกอบด้วยไมโครทูบูลและไมโครฟิลาเมนต์ อย่างหลังนี้เรียกว่าเส้นใยแอกติน สิ่งเหล่านี้ทั้งหมดไม่เสถียรโดยธรรมชาติ: ประกอบและถอดประกอบอยู่ตลอดเวลา ดังนั้นส่วนประกอบทั้งหมดจึงมีสมดุลแบบไดนามิกกับโปรตีนที่สอดคล้องกัน
Microtubules ของโครงร่างโครงร่างโครงกระดูกซึ่งเป็นโครงสร้างแข็งมีอยู่ในไซโตพลาสซึมของยูคาริโอตเช่นเดียวกับผลพลอยได้ซึ่งเรียกว่าแฟลเจลลาและซิเลีย ความยาวอาจแตกต่างกันไป โดยบางตัวอาจมีความยาวถึงหลายไมโครเมตร บางครั้งไมโครทูบูลก็เชื่อมต่อกันด้วยที่จับหรือสะพาน
ไมโครฟิลาเมนต์ทำจากแอคติน ซึ่งเป็นโปรตีนที่คล้ายคลึงกับโปรตีนที่พบในกล้ามเนื้อ นอกจากนี้ยังมีโปรตีนอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเส้นใยแอกตินและไมโครทูบูลก็คือ บางส่วนไม่สามารถมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ในเซลล์ของสัตว์ พวกมันจะรวมตัวกันเป็นช่องท้องใต้เยื่อหุ้มเซลล์ และสัมพันธ์กับโปรตีนของมัน
ไมโครฟิลาเมนต์ของเซลล์สัตว์และพืชยังมีปฏิกิริยากับโปรตีนไมโอซิน นอกจากนี้ระบบของพวกเขายังมีความสามารถในการทำสัญญาอีกด้วย
เส้นใยระดับกลางประกอบด้วยโปรตีนหลายชนิด องค์ประกอบโครงสร้างนี้ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ มีความเป็นไปได้ที่พืชจะไม่มีเลย นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์บางคนยังเชื่อว่าเส้นใยระดับกลางเป็นส่วนเพิ่มเติมจากไมโครทูบูล ได้รับการพิสูจน์อย่างแม่นยำว่าเมื่อระบบไมโครทูบูลถูกทำลาย เส้นใยจะถูกจัดเรียงใหม่ และด้วยกระบวนการย้อนกลับ อิทธิพลของเส้นใยจะไม่มีผลกระทบใดๆ ต่อไมโครทูบูลเลย
เมื่อพูดถึงโครงสร้างและหน้าที่ของโครงร่างโครงกระดูก เราจะอธิบายว่ามันส่งผลต่อเซลล์อย่างไร
ต้องขอบคุณไมโครฟิลาเมนต์ที่ทำให้โปรตีนเคลื่อนที่ไปตามเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม แอกตินที่อยู่ในนั้นมีส่วนร่วมในการหดตัวของกล้ามเนื้อ phagocytosis การเคลื่อนไหวของเซลล์ตลอดจนในกระบวนการหลอมตัวอสุจิและไข่
Microtubules มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการรักษารูปร่างของเซลล์ หน้าที่อีกอย่างหนึ่งคือการขนส่ง พวกมันขนส่งออร์แกเนลล์ พวกเขาสามารถทำงานทางกลได้ซึ่งรวมถึงการเคลื่อนย้ายไมโตคอนเดรียและซิเลีย Microtubules มีบทบาทสำคัญในกระบวนการแบ่งเซลล์
มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างหรือรักษาความไม่สมดุลของเซลล์ ภายใต้อิทธิพลบางประการ ไมโครทูบูลจะถูกทำลาย สิ่งนี้อาจนำไปสู่การสูญเสียความไม่สมดุลนี้
หน้าที่ของโครงกระดูกยังรวมถึงการปรับตัวของเซลล์ให้เข้ากับอิทธิพลภายนอกและกระบวนการของเอนโดและเอ็กโซไซโทซิส
ดังนั้นเราจึงตรวจสอบว่าโครงร่างโครงกระดูกทำหน้าที่อะไรในสิ่งมีชีวิต
มีความแตกต่างบางประการระหว่างยูคาริโอตและโปรคาริโอต ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาโครงกระดูกของสัตว์เหล่านี้ ยูคาริโอต (สัตว์ที่มีนิวเคลียสอยู่ในเซลล์) มีเส้นใยสามประเภท
เส้นใยแอคติน (กล่าวคือ ไมโครฟิลาเมนต์) ตั้งอยู่ใกล้เยื่อหุ้มเซลล์ พวกมันมีส่วนร่วมในการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์และส่งสัญญาณด้วย
เส้นใยระดับกลางเป็นส่วนที่มีไดนามิกน้อยที่สุดของโครงร่างโครงร่างเซลล์
ไมโครทูบูลเป็นทรงกระบอกกลวงและมีโครงสร้างไดนามิกมาก
โปรคาริโอตรวมถึงสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว - แบคทีเรียและอาร์เคียซึ่งไม่มีนิวเคลียสที่ก่อตัวขึ้น คิดว่าโปรคาริโอตไม่มีโครงร่างโครงกระดูก แต่ตั้งแต่ปี 2544 การวิจัยเชิงรุกเกี่ยวกับเซลล์ของพวกเขาได้เริ่มต้นขึ้น พบความคล้ายคลึงกัน (คล้ายกัน) ขององค์ประกอบทั้งหมดของโครงร่างโครงร่างเซลล์ยูคาริโอต
นักวิทยาศาสตร์พบว่ากลุ่มโปรตีนกลุ่มหนึ่งของโครงกระดูกเซลล์แบคทีเรียไม่มีความคล้ายคลึงกันระหว่างยูคาริโอต
ดังนั้นเราจึงตรวจสอบโครงสร้างและหน้าที่ของโครงร่างโครงกระดูก มันมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตของเซลล์ซึ่งเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุด
ส่วนประกอบของไซโตสเกเลทัลทั้งหมดมีปฏิกิริยาโต้ตอบ สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยการมีอยู่ของการสัมผัสโดยตรงระหว่างไมโครฟิลาเมนต์ ฟิลาเมนต์ระดับกลาง และไมโครทูบูล
ตามแนวคิดสมัยใหม่ การเชื่อมโยงที่สำคัญที่สุดที่รวมส่วนต่างๆ ของเซลล์เข้าด้วยกันและส่งข้อมูลคือโครงร่างโครงร่าง
ยิ่งไปกว่านั้น ยังพบความคล้ายคลึงกันของโปรตีนในเซลล์ยูคาริโอตไซโตสเกเลทัลทั้งหมดในเซลล์โปรคาริโอต โครงกระดูกเป็นโครงสร้างถาวรซึ่งมีหน้าที่ในการรักษาและปรับรูปร่างของเซลล์ให้เข้ากับอิทธิพลภายนอก การเกิด exo และ endocytosis ทำให้มั่นใจถึงการเคลื่อนไหวของเซลล์โดยรวม การขนส่งภายในเซลล์ที่ใช้งานอยู่ และการแบ่งเซลล์
เส้นใยเคราตินขั้นกลางในเซลล์
โครงกระดูกโครงร่างถูกสร้างขึ้นโดยโปรตีน โดยแยกระบบหลักๆ ออกเป็นหลายระบบ โดยตั้งชื่อตามองค์ประกอบโครงสร้างหลักที่มองเห็นได้ในระหว่างการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (ไมโครฟิลาเมนต์, ฟิลาเมนต์ระดับกลาง, ไมโครทูบูล) หรือโดยโปรตีนหลักที่ประกอบเป็นพวกมัน (ระบบแอคติน-ไมโอซิน, เคราติน , tubulin - ระบบ dynein)
ไมโครฟิลาเมนต์มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 7 นาโนเมตรเป็นสายโซ่ของแอคตินโมโนเมอร์สองสายที่บิดเป็นเกลียว พวกมันส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ใกล้กับเยื่อหุ้มเซลล์ด้านนอกเนื่องจากพวกมันมีหน้าที่รับผิดชอบรูปร่างของเซลล์และสามารถสร้างส่วนที่ยื่นออกมาบนพื้นผิวเซลล์ได้ (lamellipodia และ microvilli) พวกมันยังเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาระหว่างเซลล์ (การก่อตัวของหน้าสัมผัสกาว) การส่งสัญญาณ และการหดตัวของกล้ามเนื้อร่วมกับไมโอซิน ด้วยความช่วยเหลือของไซโตพลาสซึมไมโอซิน ทำให้สามารถขนส่งตุ่มไปตามไมโครฟิลาเมนต์ได้
เชื่อกันมานานแล้วว่ามีเพียงยูคาริโอตเท่านั้นที่มีโครงกระดูกโครงร่าง อย่างไรก็ตาม ด้วยการตีพิมพ์บทความปี 2001 โดย Jones และคณะ (PMID 11290328) อธิบายบทบาทของแบคทีเรียแอกตินที่คล้ายคลึงกันในเซลล์ บาซิลลัส ซับติลิสช่วงเวลาของการศึกษาเชิงรุกเกี่ยวกับองค์ประกอบของโครงร่างโครงร่างของแบคทีเรียเริ่มขึ้น จนถึงปัจจุบันพบความคล้ายคลึงกันของแบคทีเรียขององค์ประกอบเซลล์โครงร่างยูคาริโอตทั้งสามประเภท ได้แก่ tubulin, actin และเส้นใยระดับกลาง นอกจากนี้ยังพบว่าโปรตีนในเซลล์โครงร่างของแบคทีเรียอย่างน้อยหนึ่งกลุ่ม MinD/ParA ไม่มีสารยูคาริโอตที่เหมือนกัน
ส่วนประกอบของไซโตสเกเลทัลที่คล้ายแอกตินที่ได้รับการศึกษามากที่สุด ได้แก่ MreB, ParM และ MamK
โปรตีน MreB และความคล้ายคลึงกันของมันคือส่วนประกอบคล้ายแอกตินของโครงร่างเซลล์ของแบคทีเรียที่มีบทบาทสำคัญในการรักษารูปร่างของเซลล์ การแยกตัวของโครโมโซม และการจัดระเบียบของโครงสร้างเมมเบรน แบคทีเรียบางชนิดเช่น เอสเชอริเคีย โคไลมีโปรตีน MreB เพียงตัวเดียว ในขณะที่ตัวอื่นๆ อาจมีโปรตีนคล้าย MreB 2 ตัวขึ้นไป ตัวอย่างหลังคือแบคทีเรีย บาซิลลัส ซับติลิสซึ่งโปรตีน MreB, Mbl ( มอีกครั้ง บี-ล ike) และ MreBH ( นายบี ชม.โอโมลอก)
ในจีโนม อี. โคไลและ บี. ซับติลิสยีนที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์ MreB นั้นอยู่ในโอเปอรอนเดียวกันกับยีนของโปรตีน MreC และ MreD การกลายพันธุ์ที่ระงับการแสดงออกของโอเปอรอนทำให้เกิดการสร้างเซลล์ทรงกลมที่มีความมีชีวิตลดลง
หน่วยย่อยของโปรตีน MreB ก่อให้เกิดเส้นใยที่พันรอบเซลล์แบคทีเรียที่มีรูปร่างคล้ายแท่ง ตั้งอยู่บนพื้นผิวด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม เส้นใยที่เกิดจาก MreB นั้นมีไดนามิก โดยอยู่ระหว่างกระบวนการพอลิเมอไรเซชันและดีพอลิเมอไรเซชันอย่างต่อเนื่อง ทันทีก่อนการแบ่งเซลล์ MreB จะกระจุกตัวอยู่ในบริเวณที่จะเกิดการรัดแน่น เชื่อกันว่า MreB ยังทำหน้าที่ประสานงานการสังเคราะห์มูริน ซึ่งเป็นโพลีเมอร์ผนังเซลล์
ยีนที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์ MreB homologues พบเฉพาะในแบคทีเรียรูปแท่งเท่านั้น และไม่พบใน cocci
โปรตีน ParM มีอยู่ในเซลล์ที่มีพลาสมิดที่มีสำเนาต่ำ หน้าที่ของมันคือการแพร่กระจายพลาสมิดไปยังขั้วของเซลล์ ในกรณีนี้ หน่วยย่อยของโปรตีนจะสร้างเส้นใยที่ยาวไปตามแกนหลักของเซลล์ที่มีรูปร่างคล้ายแท่ง
โครงสร้างของเส้นใยเป็นแบบเกลียวคู่ การเติบโตของเส้นใยที่เกิดจาก ParM นั้นเกิดขึ้นได้จากปลายทั้งสองข้าง ตรงกันข้ามกับเส้นใยแอคตินซึ่งจะเติบโตที่ขั้ว ± เท่านั้น
MamK เป็นโปรตีนคล้ายแอคติน Magnetospirillum แม่เหล็กทำหน้าที่จัดเรียงแมกนีโตโซมให้ถูกต้อง แมกนีโตโซมเป็นการบุกรุกของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมที่อยู่รอบอนุภาคเหล็ก เส้นใย MamK ทำหน้าที่เป็นแนวทางในการจัดเรียงแมกนีโตโซมทีละชิ้น ในกรณีที่ไม่มีโปรตีน MamK แมกนีโตโซมจะกระจายแบบสุ่มไปทั่วผิวเซลล์
ปัจจุบันพบ tubulin homologs สองตัวในโปรคาริโอต: FtsZ และ BtubA/B เช่นเดียวกับยูคาริโอตทูบูลิน โปรตีนเหล่านี้มีกิจกรรม GTPase
โปรตีน FtsZ มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการแบ่งเซลล์ของแบคทีเรีย โดยพบได้ในแบคทีเรียยูแบคทีเรียและอาร์เคียเกือบทั้งหมด นอกจากนี้ยังพบความคล้ายคลึงกันของโปรตีนนี้ในพลาสติดยูคาริโอตซึ่งเป็นการยืนยันแหล่งกำเนิดทางชีวภาพอีกครั้งหนึ่ง
FtsZ ก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า Z-ring ซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสำหรับโปรตีนในการแบ่งเซลล์เพิ่มเติม พวกเขาร่วมกันเป็นตัวแทนของโครงสร้างที่รับผิดชอบในการก่อตัวของการหดตัว (กะบัง)
ต่างจาก FtsZ ที่แพร่หลายตรงที่โปรตีนเหล่านี้พบได้ในแบคทีเรียในสกุลเท่านั้น Prosthecobacter- มีโครงสร้างใกล้เคียงกับ tubulin มากกว่า FtsZ
พบโปรตีนในเซลล์ กะหล่ำดอกเสี้ยว- หน้าที่ของมันคือการให้เซลล์ ค. พระจันทร์เสี้ยว
