CITOSZKELETON (SEJTVÁZ)

1. CITOSZKELETON(SEJTVÁZ) Készítette: Zolcsák Márta III. évfolyam Biológia – számítástechnika

2. A sejt felépítése1. Bevezetés • A sejteket fénymikroszkóppal vizsgálva csak kismértékű strukturáltságot figyelhetünk meg. Látható a sejt alakja, sejthártya, sejtmag és a citoplazma. Speciális festési eljárásokkal egy-egy nagyobb – pl. mitokondrium –még láthatóvá tehető. • A legegyszerűbb felépítésű sejtek a prokariótákra jellemzőek. A sejteket határoló hártya (plazmamembrán) választja el a külvilágtól. A sejten belül viszont nincsenek membránnal határolt terek. • Az eukarióta sejtek sokkal nagyobbak, működésükben pedig sokkal bonyolultabbak. Belsejében sokféle speciális összetételű, különböző működésű membrán tagolja a sejt plazmáját.

3. 2. Citoplazma citoszol: Folyékony, vízben gazdag. A fehérjefonalak által határolt teret tölti ki. citogél: Finom szálakból áll, az egész sejtet behálózó vázfehérje-szövedék. Befolyásolja a sejtek alakját, elősegíti a sejtalkotók mozgását, alkalmazkodik a sejt életműködéséhez. - A sejt alapállománya. - Két részből áll:

4. 3. Sejtváz (citoszkeleton) • Az eukarióta sejtekben vékony fonálszerű struktúrából álló belső támaszték van, amelyet sejtváznak vagy citoszkeletonnak nevezünk. • Ez a váz biztosítja:A sejt mechanikai ellenálló-képességétStabilizálja a sejt alakjátMódot ad arra, hogy a sejt változtassa alakját, mozogjon, összehúzódjA sejten belül aktív mozgások jöjjenek létre

5. Fehérjetermészetű fonalakMikrotubulusok MikrofilamentumokIntermedier filamentumok Mikrotubulusok • Csőszerű struktúra • 25 nm vastag Mikrofilamentumok • Vékony fonalak • 5-7 nm vastagságú Intermedier filamentumok • Fonálszerű struktúrák • Vastagsága 10 nm

6. Hasonlóságok Különbségek Mikrofilamentum - Mikrotubulus Intermedier filamentum • Globuláris fehérjék (monomerek) összerendeződéséből jönnek létre (polimerizáció). • Az így létrejött struktúrák széteshetnek építőelemeikre (depolimerizáció) • Motorfehérjék társulhatnak • ATP hasításból származó energia felhasználásával alakváltozáson esnek keresztül, és ezzel két fix struktúra között elmozdulást tesznek lehetővé. Ennek az elvnek az alapján mozognak a sejtfelszín csillói, halad előre a spermium az ostor csapkodó mozgásai révén, húzódik össze az izomsejt. • Konzervatív fehérjék (ősi képződmények, az őket felépítő fehérjék keveset változnak az evolúció folyamán). • Ritkán bontódnak le. • Motorfehérjékkel nem társulnak. • Az evolúció során jelentősen változtak.

7. Nem elágazó. Csőszerű struktúra. Tubulinfehérjéből α , β épülnek fel. Alaktartás. A globuláris fehérje heterodimert képez, ez alkotja a mikrotubulus alapegységét. A dimerek hosszú láncokat hoznak létre, amelyek egymáshoz párhuzamosan kapcsolódva hozzák a mikrotubulust. A) Mikrotubulusok

8. Labilis képződmények, stabilitásukhoz kémiai módosítások és speciális fehérjék járulnak, le- és felépülésüket kalcium- és magnéziumionok és GTP szabályozzák. • A mikrotubulusok párhuzamosan rendeződve vázszerű struktúrákat hoznak létre, amely stabilizálja a sejt alakját. • Komplex struktúrákat, organellumokat hoznak létre, ilyenek a centriolum, csilló, ostor.

9. Centriolum • A sejt közepén, a sejtmag mellett elhelyezkedő organellum, a citocentrum (sejtközpont) központjában elhelyezkedő hengerded testecske, amely körben rendeződő mikrotubulustripletből áll. • Két centriolum találhat a citocentrum közepén egymás mellett (diploszóma). • Sejtbiológiai szerepe nem tisztázott. Csilló (cilium) és Ostor (flagellum) • Egyes sejttípusok felszínéről kinyúló, hengeres nyúlványok. • Jellegzetes csapkodó, kígyózó mozgás. • Körben kilenc mikrotubuluspár, középen két mikrotubulus helyezkedik el. • A mikrotubuluspárok közötti résben dineinkomplexek találhatóak.. • A dineinkomplexek talpa a mikrotubulushoz tapad, mozgékony feji része a szomszédos mikrotubulust mozdítja el hosszanti irányba. A szomszédos mikrotubulusok elcsúsznak egymás mellett, ami a csilló meggörbüléséhez vezet. Ehhez ATP-hasításból származó energia szükséges.

10. Csilló (cilium) és Ostor (flagellum) • Kívülről sejtmembrán borítja, tövénél bazális test található. • Mozgásuk hasznosul. • Szabad sejt esetében az előremozgást szolgálja (pl. csillós és ostoros egysejtűek, spermiumok) • Hámrétegbe épített csillós sejt a hámréteg felszínét borító folyadék áramlását biztosítja (légcső és a petevezeték hámja).

11. B) Mikrofilamentumok • 5-7 nm vastag • Globuláris fehérjéből, az aktinmolekulából épülnek fel. • Hosszú láncot alkotnak. • Két lánc egymás körül csavarodva alkot egy mikrofilamentumot. • Citoplazmában vannak. • Kötegeket alkotva megtaláljuk a sejtek széli, sejtmembrán alatti zónában, ahol a sejtmembránnak ad támasztékot, mechanikai ellenállóképességet. • Az aktinmikrofilamentumok szövedéke a citoplazmát viszkózussá teszi, míg a filamentumok gyors lebomlása, depolimerizációja a citoplazma folyékonyabbá válását idézi elő. • Formakonzerváló szerep pl. mikrobolyhok. • Jelentős szerepet játszanak a sejtek dinamikus, aktív mozgásfolyamataiban. • Az aktinhoz miozin kötődhet, ami elmozdulásokat tesz lehetővé.

12. A miozin: farki és mozgékony feji rész, amely az aktin-mikrofilamentumhoz kötődik. A feji rész begörbül és a mikrofilamentumot elcsúsztatja. ATP kötéssel leválik a feji rész az aktinról, ATP hasításra kiegyenesedik és újra mikrofilamentumhoz kötődik. • A miozin és az aktin egymáshoz viszonyított elmozdulását a sejtek kétféleképpen hasznosítják. • Az egyik: a mikrofilamentum rögzített és a miozin mozgékony. Ilyenkor a miozin vándorol az aktinmikrofilamentum mentén. Ha a miozin mozgatható képlet felszínéhez kötődik, részt vehet az intracelluláris szállításban. • A másik lehetőség: a miozin molekulák virágcsokorszerű kötegeket alkotnak. Két köteg összekapcsolódásával jönnek létre az izomsejt vastag filamentumai. Az aktinfilamentum-rendszert a vastag filamentumhoz képest elcsúsztatják és így a köteg megrövidül (kontrakció). Kontrakciós rendszer a legnagyobb fejlettséget a harántcsíkolt izomban éri el.

13. a) Mikrobolyhok b) Sztereociliumok • Vázát 30-40 mikrofilamentumból álló köteg képezi. • A filamentumokat fehérjék rögzítik egymáshoz és a mikroboholy felszínét képező sejtmembránhoz. • Párhuzamosan, mereven állnak. A kefe szőrszálaihoz hasonlóan sűrűn egymás mellett helyezkednek el. • Nem mozgékony nyúlványok. • Érzéksejtek felszínén találjuk meg ( a halló-és egyensúlyozó-szerv szőrsejtjei, ízlelőbimbók érzéksejtjei).

14. C) Intermedier filamentumok • Mechanikai védelem. • Sejtalak stabilizálása. • Mechanikai ellenállóképességet ad. • Pl. a mechanikai hatásoknak leginkább kitett bőrhám sejtjei nagy mennyiségben tartalmaznak keratinfehérjét, az idegsejtekben neurofilamentumfehérjéből álló filamentumok biztosítják a sejt nyúlványos alakjának a megőrzését. • A laminfehérjékből felépülő intermedier filamentumok vékony rostos réteget alkotva biztosítja a maghártya rugalmas mechanikai ellenállóképességét. • 10 nm vastag • Fibrózus fehérjemolekulákból jönnek létre.