תוֹכֶן
- מדוע תאים זקוקים לציטוס שלד?
- יתרונות ציטוס שלד לתאים
- מהם המרכיבים המרכיבים את הציטוס שלד
- הגודל משנה
- תפקיד המיקרו-צינוריות בציטוס שלד
- מיקרו-צינורות ותנועה בתוך התא
- מיקרו-צינורות ותנועת תאים
- תפקיד חוטי ביניים בציטוס שלד
- חוטי ביניים ועיגון אורגנל
- תפקיד המיקרו-פילמנטים בציטוס-שלד
- תחזיות Microfilament
אתה בטח כבר יודע את התפקיד שלד משלך בחייך; זה נותן את מבנה גופך ועוזר לך לנוע.
בלעדיו, היית דומה יותר לכתם אנושי מאשר לאדם מתנועע ומתפקד. כפי ששמו מרמז, הציטוס שלד משמש למטרה דומה מאוד בפרוקריוט ו תאים איקריוטיים.
האם תהית אי פעם מה גורם לתאים להיראות עגולים ומונע מהם להתמוטט לכדורים דקיקים? או כיצד האורגנלים הרבים בתא מתארגנים ומתנועעים בתוך התא, או כיצד התא עצמו נע? תאים מסתמכים על ציטוס שלד לכל הפונקציות הללו.
היחידה המבנית החשובה של שלד הציטוס היא באמת רשת של סיבי חלבון בציטופלסמה המעניקה לתא את צורתו ומאפשרת לו לבצע פונקציות חשובות, כמו תנועת תאים.
קרא עוד על שאר האברונים והתפקודים האחרים של התאים.
מדוע תאים זקוקים לציטוס שלד?
בעוד שאנשים מסוימים עשויים לדמיין תאים כבלתי מובנים, מיקרוסקופים רבי עוצמה המשמשים בביולוגיה של התא מגלים כי התאים מאוד מסודרים.
מרכיב עיקרי אחד חיוני לשמירה על צורה ורמת ארגון זו: ציטוס שלד של התא. חוטי החלבון המרכיבים את שלד הציטוס מהווים רשת של סיבים דרך התא.
רשת זו מעניקה תמיכה מבנית לקרום הפלזמה, עוזרת לייצב את האברונים במיקומם הנכון ומאפשרת לתא לדשדש את תוכנו לפי הצורך. עבור סוגי תאים מסוימים, שלד הציטוס אף מאפשר לתא לנוע ולנסוע באמצעות מבנים ייעודיים.
אלה נוצרים מחוטי חלבון בעת הצורך בתנועתיות.
השירות שהציטוסקופון מספק לעיצוב התא הוא הגיוני מאוד. בדומה לשלד האנושי, רשת החלבונים הציטוס-שלדון יוצרת תמיכה מבנית שהיא מכריעה לשמירה על שלמות התא ולמניעת קריסתו לשכנותיה.
עבור תאים עם ממברנות מאוד נוזליות, רשת החלבונים המרכיבה את הציטוס שלד חשובה במיוחד לשמירה על תוכן התא בתוך התא.
זה נקרא שלמות הממברנה.
יתרונות ציטוס שלד לתאים
חלק מהתאים המתמחים מאוד מסתמכים גם על שלד הציטוס לתמיכה מבנית.
עבור תאים אלה, שמירה על צורתו הייחודית של התא מאפשרת לתא לתפקד כראוי. אלו כוללים נוירונים, או תאי מוח, שיש להם גופי תאים עגולים, זרועות מסועפות הנקראות דנדריטים וזנבות נמתחים.
צורת תאים אופיינית זו מאפשרת לנוירונים לתפוס אותות באמצעות זרועות הדנדריט שלהם ולהעביר אותם איתותים דרך זנבות האקסון שלהם אל הדנדריטים הממתינים של תא מוח שכנה. כך מתקשרים תאי מוח זה עם זה.
זה גם הגיוני שתאים נהנים מהארגון שרשת סיבי החלבון הציטוטונית נותנת להם. ישנם מעל 200 סוגים של תאים בגוף האדם וסך הכל של כ- 30 טריליון תאים בכל אדם ואדם על פני כדור הארץ.
האברונים בכל התאים הללו חייבים לבצע מגוון רחב של תהליכים תאייםכמו בנייה ופירוק של ביו-מולקולות, שחרור אנרגיה לגוף לשימוש וביצוע שלל תגובות כימיות המאפשרות חיים.
כדי שפונקציות אלה יעבדו היטב ברמה של אורגניזם, כל תא זקוק למבנה ודרך פעולה דומה.
מהם המרכיבים המרכיבים את הציטוס שלד
כדי לבצע את אותם תפקידים חשובים, שלד הציטוס מסתמך על שלושה סוגים שונים של חוטים:
הסיבים האלה כל כך קטנים עד אינסוף עד שהם בלתי נראים לחלוטין בעין בלתי מזוינת. מדענים גילו אותם רק לאחר המצאת ה- מיקרוסקופ אלקטרונים הביא את פנים התא לתצוגה.
כדי להמחיש עד כמה סיבי החלבון האלה קטנים, כדאי להבין את מושג ה- ננומטר, שלעתים כתוב כ- nm. ננומטרים הם יחידות מידה ממש כמו שאינץ 'הוא יחידת מידה.
אולי ניחשתם ממילת השורש מטר כי יחידת הננומטר שייכת למערכת המטרית, ממש כמו סנטימטר.
הגודל משנה
מדענים משתמשים בננומטרים בכדי למדוד דברים קטנים במיוחד, כמו אטומים וגלי אור.
הסיבה לכך היא ננומטר אחד שווה מיליארד למטר. המשמעות היא שאם היית לוקח מקל מדידה של מטר, שאורכו כשלושה מטרים כשהוא מומר למערכת המדידה האמריקאית, ומפרק אותו למיליארד חתיכות שוות, חתיכה אחת אחת הייתה שווה ננומטר אחד.
עכשיו דמיין שאתה יכול לחתוך את חוטי החלבון המרכיבים את הציטוס שלד של התא ולמדוד קוטר על פני הפרצוף החתוך.
כל סיב היה נמדד בקוטר של 3 עד 25 ננומטר, תלוי בסוג הנימה. עבור con, שיער אדם בקוטר 75,000 ננומטר. כפי שאתה יכול לראות, החוטים המרכיבים את שלד הציטוס הם קטנים להפליא.
מיקרו-צינורות הם הגדולים מבין שלושת הסיבים של שלד הציטוס, ונכנסים בקוטר 20 עד 25 ננומטר. חוטים ביניים הם שלדי הציטוס של סיבים בגודל בינוני ונמדדים בקוטר של כ -10 ננומטר.
חוטי החלבון הקטנים ביותר שנמצאים בשלד הציטוס הם מיקרו-פילמנטים. סיבים דמויי חוט אלה מודדים קוטר של 3 עד 6 ננומטר בלבד.
במונחים של העולם האמיתי, זה קטן פי 25,000 מהקוטר של שיער אנושי ממוצע.
••• מדעתפקיד המיקרו-צינוריות בציטוס שלד
מיקרו-צינורות מקבלים את שמם הן מהצורה הכללית והן מסוג החלבון שהם מכילים. הם דמויי צינור ונוצרים מיחידות חוזרות של אלפא ובטא-טובולין חלבון פולימרים מקשרים יחד.
קרא עוד אודות הפונקציה העיקרית של צינורות המיקרו בתאים.
אם הייתם מציגים חוטים בצינוריות מתחת למיקרוסקופ אלקטרונים, הם היו נראים כמו שרשראות של חלבונים קטנים המעוותים יחד לסריג ספירלי הדוק.
כל יחידת חלבון נקשרת עם כל היחידות מסביב, ומייצרת מבנה מאוד חזק ונוקשה. למעשה, מיקרו-צינורות הם המרכיב המבני הנוקשה ביותר שתוכלו למצוא בתאים של בעלי חיים, אשר אין להם קירות תאים כמו שקורה בתאי צמח.
אבל מיקרו-צינורות אינם סתם נוקשים. הם גם מתנגדים לכוחות דחיסה ופיתול. איכות זו מגדילה את יכולתו של המיקרו-צינור לשמור על צורת התא ושלמותו, גם בלחץ.
מיקרו-צינורות נותנים גם הם לתא קוטביותשמשמעותו שלתא יש שני צדדים ייחודיים, או קטבים. קוטביות זו היא חלק ממה שמאפשר לתא לארגן את מרכיביו, כמו אברונים וחלקים אחרים של ציטוס שלד, מכיוון שהוא נותן לתא דרך לכוון את אותם רכיבים ביחס לקטבים.
מיקרו-צינורות ותנועה בתוך התא
מיקרו-צינורות תומכים גם בתנועת תוכן התאים בתא.
חוטים המיקרו-צינוריים יוצרים מסילות הפועלות כמו פסי רכבת או כבישים מהירים בתא. הובלות וסקיות עקוב אחר מסלולים אלה כדי להזיז מטען תאים בציטופלזמה. מסלולים אלה חשובים מכדי להסרת תאי תאים לא רצויים כמו חלבונים מקפלים שלא כהלכה, אברונים ישנים או שבורים ופולשים פתוגניים, כמו חיידקים ווירוסים.
מסועי כלי הדם פשוט עוקבים אחר המסלול הנכון במיקרו-צינורות כדי להעביר מטען זה למרכז המיחזור של התא, ה- ליזוזום. שם, הליזוזום מציל וחוזר להשתמש בחלקים מסוימים ומשפיל חלקים אחרים.
מערכת המסלול מסייעת גם לתא להעביר ביומולקולות חדשות שנבנו, כמו חלבונים וליפידים, אל מחוץ לאברונים הייצוריים ולמקומות בהם התא זקוק למולקולות.
לדוגמא, מסועי שלפוחית משתמשים במסלולי מיקרו-צינורות בכדי להעביר חלבוני קרום תאים מהאברונים לקרום התא.
מיקרו-צינורות ותנועת תאים
רק חלק מהתאים יכולים להשתמש תנועת תאים לנסוע, וכאלה שבדרך כלל מסתמכים על מבנים תנועתיים מיוחדים העשויים סיבי מיקרוגל.
תא הזרע הוא ככל הנראה הדרך הקלה ביותר לדמיין תאים נודדים אלה.
כידוע, תאי זרע נראים קצת כמו ראשנים עם זנבות ארוכים, או סמלשהם מקציפים כדי לשחות ליעדם ולהפרות תא ביצה. זנב הזרע עשוי טובולין ומהווה דוגמא לחוט נימה זעיר המשמש להנעת תאים.
מבנה תנועה ידוע נוסף ממלא גם תפקיד ברבייה הוא cilia. מבנים תנועתיים דמויי שיער קו קו את החצוצרות ומשתמשים בתנועה מנופפת בכדי להעביר את הביצה דרך החצוצרה ולרחם. ציציות אלה הן סיבי מיקרו-צינוריות.
תפקיד חוטי ביניים בציטוס שלד
חוטים ביניים הם הסוג השני של הסיבים שנמצאים בשלד הציטוס. אתה יכול לתאר את אלה כשלד האמיתי של התא שכן תפקידם היחיד הוא תמיכה מבנית. סיבי חלבון אלה מכילים קרטין, שהוא חלבון נפוץ שאתה עשוי להכיר ממוצרי טיפוח הגוף.
חלבון זה מרכיב שיער אנושי וציפורניים כמו גם את השכבה העליונה של העור. זהו גם החלבון היוצר קרניים, טפרים ופרסות של בעלי חיים אחרים. קרטין חזק מאוד ושימושי להגנה מפני נזק.
התפקיד העיקרי של חוטי ביניים הוא היווצרות המטריצה של חלבונים מבניים מתחת ל קרום תא. זה כמו רשת תומכת המעניקה מבנה וצורה לתא. זה גם מעניק גמישות מסוימת לתא, ומאפשר לו להגיב בגמישות תחת לחץ.
חוטי ביניים ועיגון אורגנל
אחת העבודות החשובות שמבצעים חוטי ביניים היא לעזור להחזיק אברונים במקומות הנכונים בתא. לדוגמה, חוטים ביניים עוגנים את הגרעין במקומו הראוי בתוך התא.
עיגון זה הוא קריטי לתהליכי תאים מכיוון שהאברונים השונים בתא חייבים לעבוד יחד כדי לבצע את אותן תפקודי תא. במקרה של גרעין, קשירת אברון חשוב זה למטריצת הציטוס שלד פירושו שהאברונים הנשענים על הוראות DNA מהגרעין לבצע את עבודתם יכולים לגשת למידע זה בקלות באמצעות שליחים ומובילים.
משימה חשובה זו עשויה להיות בלתי אפשרית אם הגרעין לא היה מעוגן מכיוון שהשליחים וההובלות הללו יצטרכו להסתובב בחיפוש אחר הציטופלזמה אחר גרעין משוטט!
תפקיד המיקרו-פילמנטים בציטוס-שלד
מיקרופילמנטים, נקראים גם חוטי אקטין, הם שרשראות של חלבוני אקטין המעוותים למוט ספירלה. חלבון זה ידוע בעיקר בזכות תפקידו בתאי שריר. שם הם עובדים עם חלבון אחר שנקרא מיוזין כדי לאפשר התכווצות שרירים.
כשמדובר בשלד הציטוס, מיקרו-פילמנטים אינם קשורים רק לסיבים הקטנים ביותר. הם גם הדינמיים ביותר. כמו כל סיבי הציטוס-שלד, גם מיקרו-פילמנטים נותנים לתא מבנה. בגלל התכונות הייחודיות שלהם, מיקרו-פילמנטים נוטים להופיע בשולי התא.
אופיים הדינמי של חוטי אקטין פירושו שסיבי חלבון אלה יכולים לשנות את אורכם במהירות כדי לענות על הצרכים המבניים המשתנים של התא. זה מאפשר לתא לשנות את צורתו, גודלו או אפילו את צורתו תחזיות מיוחדות המשתרעים מחוץ לתא, כגון פילופודיה, lamellipodia ו מיקרו-ווילי.
תחזיות Microfilament
אתה יכול לדמיין פילופודיה כמרגישים שתא מקרין לחוש את הסביבה סביבו, להרים רמזים כימיים ואפילו לשנות את כיוון התא, אם הוא נע. מדענים מכנים לפעמים פילופודיה מיקרוסקופ.
פילופודיה יכולה להוות חלק מסוג אחר של הקרנה מיוחדת, lamellipodia. זהו מבנה דמוי כף הרגל המסייע לתא לנוע ולטייל.
מיקרו-ווילי הם כמו שערות או אצבעות זעירות המשמשות את התא במהלך ההפצה. הצורה של תחזיות אלה מגדילה את שטח הפנים כך שיש יותר מקום למולקולות לנוע על פני הממברנה דרך תהליכים כמו ספיגה.
אצבעות אלה מבצעות גם פונקציה מרתקת הנקראת הזרמת ציטופלזמה.
זה מתרחש כאשר חוטי אקטין מסרקים דרך הציטופלזמה כדי להניע אותו. הזרמת ציטופלזמה מגבירה דיפוזיה ועוזר להזיז חומרים מבוקשים, כמו חומרים מזינים, וחומרים לא רצויים, כמו פסולת ופסולת תאים, בתא.