Definiție microfilament

Microfilamentele, numite și filamente de actină, sunt polimeri ai actinei proteine care fac parte din citoscheletul unei celule. Citoscheletul este rețeaua de filamente proteice care se extinde în întreaga celulă, oferind structura celulară și menținând organitele la locul lor. Microfilamentele sunt cele mai mici filamente ale citoscheletului. Au roluri în mișcarea celulară, contracția musculară și divizarea celulară.

Structura microfilamentului

Microfilamentele sunt compuse din două fire de subunități ale proteinei actină (de unde și denumirea de filamente de actină) într-o spirală. Mai exact, subunitățile de actină care se reunesc pentru a forma un microfilament se numesc actină globulară (G-actină) și, odată ce sunt unite, sunt numite actină filamentoasă (F-actină). La fel ca microtubulii, microfilamentele sunt polare. Capătul lor încărcat pozitiv sau plus este ghimpat și capătul minus încărcat negativ este îndreptat. Polarizarea are loc datorită modelului de legare moleculară a moleculelor care alcătuiesc microfilamentul. La fel ca microtubulii, capătul plus crește mai repede decât capătul minus.

Microfilamentele sunt cele mai subțiri filamente ale citoscheletului, cu diametrul de aproximativ 6-7 nanometri. Un microfilament începe să se formeze atunci când trei proteine G-actină se reunesc singure pentru a forma un trimer. Apoi, mai multă actină se leagă de capătul ghimpat. Procesul auto-asamblării este ajutat de proteinele autoclampinei, care acționează ca motoare pentru a ajuta la asamblarea firelor lungi care alcătuiesc microfilamentele. Două fire lungi de actină se aranjează în spirală pentru a forma un microfilament.

Aceasta este o micrografie a microfilamentelor dintr-un embrion de șoarece.

Funcțiile microfilamentelor

Contracția musculară

Unul dintre cele mai importante roluri ale microfilamentelor este de a contracta mușchii. Există o concentrație mare de microfilamente în celulele musculare, unde acestea formează miofibrile, unitatea de bază a celulei musculare. Actina este o proteină indispensabilă pentru mișcarea musculară, iar microfilamentele sunt adesea numite filamente de actină, deoarece actina este atât de proeminentă în sistemul muscular al corpului. În celulele musculare, actina funcționează împreună cu proteina miozină pentru a permite mușchilor să se contracte și să se relaxeze. Aici, nici actina, nici miozina nu pot funcționa corect fără cealaltă și formează un complex numit actomiozină. Grupurile de actomiozină se găsesc în sarcomere, unitatea de bază a țesutului muscular.

Mișcarea celulară

Microfilamentele joacă un rol în determinarea mișcării celulelor. Acest lucru se întâmplă în tot corpul și este, de asemenea, foarte important pentru organismele al căror întreg corp este format dintr-o singură celulă, cum ar fi amibele; fără microfilamente, acestea nu ar fi mobile. Actomiozina joacă un rol aici la fel ca în celulele musculare. Pentru ca celulele să se miște, un capăt al microfilamentului trebuie să se alunge, în timp ce celălalt capăt trebuie să se scurteze, iar miozina acționează ca un motor pentru a face acest lucru.

Microfilamentele au, de asemenea, un rol în fluxul citoplasmatic. Fluxul citoplasmatic este fluxul citoplasmei (conținutul celulei, inclusiv partea fluidă numită citosol și organite celulare) în întreaga celulă. Permite nutrienților, deșeurilor și organelor celulare să se deplaseze dintr-o parte a celulei în alta. Microfilamentele se pot atașa la o organetă a celulei și apoi se pot contracta, trăgând organitul într-o zonă diferită a celulei.

Diviziunea celulară

O altă funcție importantă a microfilamentelor este de a ajuta la divizarea celulei în timpul mitoză (diviziune celulară). Microfilamentele ajută procesul citokinezei, care se întâmplă atunci când celula se „ciupe” și se separă fizic în două celule fiice. Inelul se îngustează din ce în ce mai mult în jurul celulei, trăgând membrana celulară cu ea, până când se împarte în două celule. Ulterior, microfilamentele se depolimerizează sau se descompun în molecule de actină, provocând inelul să se dizolve când nu este mai este necesar.

Alte componente citoscheletice

Celelalte două tipuri de filamente care alcătuiesc citoscheletul sunt filamente intermediare și microtubuli. Filamentele intermediare sunt mai mari decât microfilamentele, cu un diametru de aproximativ 10 nm, iar microtubulii sunt mai mari decât filamentele intermediare la 23 nm. Filamentele intermediare poartă tensiune în celulă, dau structura celulei și organizează organele celulare și le leagă în loc. Microtubulii au rol transportă organele în interiorul celulei, formând fusul mitotic în timpul diviziunii celulare și formând structuri precum cilii și flagelii care ajută anumite celule să se miște. Microfilamentele, filamentele intermediare și microtubulii funcționează împreună ca parte a citoscheletului pentru a organiza celula și a o ajuta să își îndeplinească funcțiile.

• Actina – proteina care se reunește spontan pentru a forma microfilamente.
• Citoschelet – O rețea de filamente proteice care se extinde pe tot parcursul citoplasmei celulei.
• Actomiozină – Un complex al proteinelor actină și miozină care este responsabil pentru mișcarea musculară.
• Flux citoplasmatic – Fluxul citoplasmei în întreaga celulă; transportă molecule și organite în interiorul celulei dintr-un loc în altul.

Test

1. Microfilamentele au roluri în _____.
A. Streaming citoplasmatic
B. Contracția musculară
C. Mișcarea celulei
D. Toate cele de mai sus

2. Microfilamentele sunt mai late decât, mai subțiri decât sau cu aceeași dimensiune ca microtubulii?
A. Mai largă B. Mai subțire
C. Aceeași dimensiune

3. Ce proteină formează un complex cu actină în celulele musculare?
A. Lamin
B. Autoclampină
C. Miozină
D. Actomiozină