Mikrofilamentdefinition

Mikrofilamenter, også kaldet actinfilamenter, er polymerer af proteinaktinet, der er en del af en celles cytoskelet. Cytoskeletet er netværket af proteinfilamenter, der strækker sig gennem hele cellen, hvilket giver cellestrukturen og holder organeller på plads. Mikrofilamenter er de mindste filamenter i cytoskelettet. De har roller i cellebevægelse, muskelsammentrækning og celledeling.

Mikrofilamentstruktur

Mikrofilamenter er sammensat af to tråde af underenheder af proteinaktinet (deraf navnet actinfilamenterne) i en spiral. Specifikt kaldes actin-underenhederne, der danner et mikrofilament, kugleformet actin (G-actin), og når de først er forbundet, kaldes de filamentøst actin (F-actin). Ligesom mikrotubuli er mikrofilamenter polære. Deres positivt ladede, eller plus ende, er afbrudt, og deres negativt ladede minus ende er spids. Polarisering opstår på grund af det molekylære bindingsmønster for de molekyler, der udgør mikrofilamentet. Også som mikrotubuli vokser plusenden hurtigere end minusenden.

Mikrofilamenter er de tyndeste filamenter i cytoskelettet med en diameter på ca. 6 til 7 nanometer. Et mikrofilament begynder at dannes, når tre G-actinproteiner kommer sammen af sig selv for at danne en trimer. Derefter binder mere actin sig til den modhagerede ende. Processen med selvmontering hjælpes af autoclampin-proteiner, der fungerer som motorer til at samle de lange tråde, der udgør mikrofilamenter. To lange tråde af aktin arrangeres i en spiral for at danne et mikrofilament.

Dette er et mikrografi af mikrofilamenter i et musembryo.

Funktioner af mikrofilamenter

Muskelsammentrækning

En af de vigtigste roller for mikrofilamenter er at sammentrække muskler. Der er en høj koncentration af mikrofilamenter i muskelceller, hvor de danner myofibriller, den basale enhed af muskelcellen. Actin er et uundværligt protein til muskelbevægelse, og mikrofilamenter kaldes ofte actinfilamenter, fordi actin er så fremtrædende i kroppens muskelsystem. I muskelceller fungerer actin sammen med proteinet myosin, så musklerne kan trække sig sammen og slappe af. Her kan hverken actin eller myosin fungere ordentligt uden den anden, og de danner et kompleks kaldet actomyosin. Grupper af actomyosin findes i sarkomerer, den basale enhed af muskelvæv.

Cellebevægelse

Mikrofilamenter spiller en rolle i at få celler til at bevæge sig. Dette sker i hele kroppen, og det er også meget vigtigt for organismer, hvis hele kroppen består af en celle, såsom amøber; uden mikrofilamenter ville de ikke være bevægelige. Actomyosin spiller en rolle her ligesom det gør i muskelceller. For at celler kan bevæge sig, skal den ene ende af et mikrofilament forlænge, mens den anden ende skal forkorte, og myosin fungerer som en motor for at få dette til at ske.

Mikrofilamenter spiller også en rolle i cytoplasmatisk streaming. Cytoplasmatisk streaming er flowet af cytoplasma (indholdet af cellen, inklusive den væskedel, der kaldes cytosol og celleorganeller) gennem cellen. Det tillader næringsstoffer, affaldsprodukter og celleorganeller at rejse fra en del af cellen til en anden. Mikrofilamenter kan fastgøres til en celleorganel og derefter trække sig sammen og trække organellen til et andet område af cellen.

Celledeling

En anden vigtig funktion af mikrofilamenter er at hjælpe med at opdele cellen under mitose (celledeling). Mikrofilamenter understøtter processen med cytokinese, som er, når cellen “klemmer af” og fysisk adskilles i to datterceller. Under cytokinese dannes en ring af actin omkring den celle, der adskiller sig, og derefter trækker myosinproteiner på actinet og forårsager det Ringen bliver smallere og smallere rundt om cellen og trækker cellemembranen med den, indtil den deler sig i to celler. Derefter polymeriserer mikrofilamenterne eller nedbrydes i actinmolekyler, hvilket får ringen til at sprede sig, når den ikke er længere behov.

Andre cytoskeletale komponenter

De to andre typer filamenter, der udgør cytoskelettet, er mellemfilamenter og mikrotubuli. Mellemliggende filamenter er større end mikrofilamenter med en diameter på ca. nm, og mikrotubuli er større end mellemfilamenter ved 23 nm. Mellemliggende filamenter bærer spænding i cellen, giver cellestrukturen og organiserer celleorganeller og binder dem på plads. Mikrotubuli har en rolle s i transport af organeller inden i cellen, dannelse af den mitotiske spindel under celledeling og dannelse af strukturer som cilia og flagella, der hjælper visse celler med at bevæge sig. Mikrofilamenter, mellemfilamenter og mikrotubuli arbejder alle sammen som en del af cytoskelet for at organisere cellen og hjælpe den med at udføre sine funktioner.

• Actin – Proteinet, der spontant samles for at danne mikrofilamenter.
• Cytoskelet – Et netværk af proteinfilamenter, der strækker sig gennem cellens cytoplasma.
• Actomyosin – Et kompleks af proteinerne actin og myosin, der er ansvarlig for muskelbevægelse.
• Cytoplasmatisk streaming – Flowet af cytoplasma gennem cellen; den transporterer molekyler og organeller inden i cellen fra et sted til et andet.

Quiz

1. Mikrofilamenter har roller i _____.
A. Cytoplasmatisk streaming
B. Muskelsammentrækning
C. Cellebevægelse
D. Alt det ovenstående

2. Er mikrofilamenter bredere, tyndere end eller den samme størrelse som mikrotubuli?
A. Bredere
B. Fortynder
C. Samme størrelse

3. Hvilket protein danner et kompleks med actin i muskelceller?
A. Lamin
B. Autoclampin
C. Myosin
D. Actomyosin