Microfilamentdefinitie

Microfilamenten, ook wel actinefilamenten genoemd, zijn polymeren van het eiwit actine die deel uitmaken van het cytoskelet van een cel. Het cytoskelet is het netwerk van eiwitfilamenten dat zich door de cel uitstrekt, de celstructuur geeft en organellen op hun plaats houdt. Microfilamenten zijn de kleinste filamenten van het cytoskelet. Ze spelen een rol bij celbeweging, spiercontractie en celdeling.

Microfilamentstructuur

Microfilamenten zijn samengesteld uit twee strengen van subeenheden van het eiwit actine (vandaar de naam actine-filamenten) wond in een spiraal. In het bijzonder worden de actinesubeenheden die samenkomen om een microfilament te vormen, globulair actine (G-actine) genoemd, en zodra ze zijn samengevoegd, worden ze filamenteuze actine (F-actine) genoemd. Net als microtubuli zijn microfilamenten polair. Hun positief geladen, of plus-uiteinde, is van weerhaken voorzien en hun negatief geladen min-uiteinde is puntig. Polarisatie treedt op vanwege het moleculaire bindingspatroon van de moleculen waaruit het microfilament bestaat. Net als microtubuli groeit het plus-uiteinde sneller dan het min-uiteinde.

Microfilamenten zijn de dunste filamenten van het cytoskelet, met een diameter van ongeveer 6 tot 7 nanometer. Een microfilament begint zich te vormen wanneer drie G-actine-eiwitten uit zichzelf samenkomen om een trimeer te vormen. Dan bindt meer actine zich aan het uiteinde met weerhaken. Het proces van zelfassemblage wordt ondersteund door autoclampine-eiwitten, die als motoren werken om de lange strengen waaruit microfilamenten bestaan, te assembleren. Twee lange strengen actine rangschikken zich in een spiraal om een microfilament te vormen.

Dit is een microfoto van microfilamenten in een muizenembryo.

Functies van microfilamenten

Spiersamentrekking

Een van de belangrijkste rollen van microfilamenten is het samentrekken van spieren. Er is een hoge concentratie microfilamenten in spiercellen, waar ze myofibrillen vormen, de basiseenheid van de spiercel. Actine is een onmisbaar eiwit voor spierbeweging, en microfilamenten worden vaak actinefilamenten genoemd omdat actine zo prominent aanwezig is in het spierstelsel van het lichaam. In spiercellen werkt actine samen met het eiwit myosine om de spieren te laten samentrekken en ontspannen. Hier kunnen actine en myosine niet goed werken zonder de ander, en ze vormen een complex dat actomyosine wordt genoemd. Groepen actomyosine worden aangetroffen in sarcomeren, de basiseenheid van spierweefsel.

Celbeweging

Microfilamenten spelen een rol bij het laten bewegen van cellen. Dit gebeurt door het hele lichaam en is ook erg belangrijk voor organismen waarvan het hele lichaam uit één cel bestaat, zoals amoeben; zonder microfilamenten zouden ze niet beweeglijk zijn. Actomyosine speelt hier net als in spiercellen een rol. Om cellen te laten bewegen, moet het ene uiteinde van een microfilament langwerpig worden, terwijl het andere uiteinde korter moet worden, en myosine werkt als een motor om dit mogelijk te maken.

Microfilamenten spelen ook een rol bij cytoplasmatische streaming. Cytoplasmatische stroming is de stroom van cytoplasma (de inhoud van de cel, inclusief het vloeibare deel genaamd cytosol en celorganellen) door de cel. Het zorgt ervoor dat voedingsstoffen, afvalproducten en celorganellen van het ene deel van de cel naar het andere kunnen reizen. Microfilamenten kunnen zich hechten aan een celorganel en vervolgens samentrekken, waardoor het organel naar een ander deel van de cel wordt getrokken.

Celdeling

Een andere belangrijke functie van microfilamenten is om de cel te helpen delen tijdens mitose (celdeling). Microfilamenten helpen het proces van cytokinese, dat is wanneer de cel “afknijpt” en fysiek wordt gescheiden in twee dochtercellen. Tijdens cytokinese vormt zich een ring van actine rond de cel die zich scheidt, en vervolgens trekken myosine-eiwitten aan het actine en veroorzaken het De ring wordt smaller en smaller rond de cel en sleept het celmembraan mee, totdat het zich in twee cellen splitst. Daarna depolymeriseren of breken de microfilamenten af in actinemoleculen, waardoor de ring uiteenvalt als het niet is langer nodig.

Andere cytoskeletcomponenten

De twee andere soorten filamenten waaruit het cytoskelet bestaat, zijn intermediaire filamenten en microtubuli. Tussenliggende filamenten zijn groter dan microfilamenten, met een diameter van ongeveer 10 nm, en microtubuli zijn groter dan intermediaire filamenten bij 23 nm. Tussenliggende filamenten dragen spanning in de cel, geven de celstructuur en organiseren celorganellen en binden ze op hun plaats. Microtubuli hebben een rol s bij het transporteren van organellen in de cel, het vormen van de mitotische spoel tijdens de celdeling en het vormen van structuren zoals cilia en flagella die bepaalde cellen helpen bewegen. Microfilamenten, intermediaire filamenten en microtubuli werken allemaal samen als onderdeel van het cytoskelet om de cel te organiseren en te helpen bij het uitvoeren van zijn functies.

• Actine – Het eiwit dat spontaan samenkomt om microfilamenten te vormen.
• Cytoskelet – Een netwerk van eiwitfilamenten dat zich uitstrekt door het cytoplasma van de cel.
• Actomyosine – Een complex van de eiwitten actine en myosine dat verantwoordelijk is voor spierbeweging.
• Cytoplasmatische stroming – De stroom van cytoplasma door de cel; het transporteert moleculen en organellen in de cel van de ene plaats naar de andere.

Quiz

1. Microfilamenten spelen een rol in _____.
A. Cytoplasmatische streaming
B. Spiercontractie
C. Celbeweging
D. Al het bovenstaande

2. Zijn microfilamenten breder dan, dunner dan of even groot als microtubuli?
A. Breder
B. Verdunner
C. Dezelfde grootte

3. Welk eiwit vormt een complex met actine in spiercellen?
A. Laminaat
B. Autoclampin
C. Myosin
D. Actomyosin