Mikrofilamentdefinition

Mikrofilament, även kallat aktinfilament, är polymerer av proteinaktinet som ingår i cellens cytoskelett. Cytoskelettet är nätverket av proteinfilament som sträcker sig genom hela cellen, vilket ger cellstrukturen och håller organeller på plats. Mikrofilament är de minsta trådarna i cytoskelettet. De har roller i cellrörelse, muskelsammandragning och celldelning.

Mikrofilamentstruktur

Mikrofilament består av två delar av underenheter av proteinaktinet (därav namnet aktinfilament). i en spiral. Specifikt kallas aktinunderenheterna som bildas ett mikrofilament globulärt aktin (G-aktin), och när de väl är sammanfogade kallas de trådformigt aktin (F-aktin). Liksom mikrotubuli är mikrofilament polära. Deras positivt laddade, eller plus ände, är taggad och deras negativt laddade minus ände är spetsig. Polarisering sker på grund av det molekylära bindningsmönstret för de molekyler som utgör mikrofilamentet. Liksom mikrotubuli växer plusänden snabbare än minusänden.

Mikrofilament är de tunnaste filamenten i cytoskelettet, med en diameter på cirka 6 till 7 nanometer. Ett mikrofilament börjar bildas när tre G-aktinproteiner samlas ihop för att bilda en trimer. Sedan binder mer aktin till taggänden. Processen med självmontering stöds av autoklampinproteiner, som fungerar som motorer för att hjälpa till att montera de långa trådarna som utgör mikrofilament. Två långa aktinsträngar ordnas i en spiral för att bilda ett mikrofilament.

Detta är ett mikrofotografi av mikrofilament i ett musembryo.

Funktioner hos mikrofilament

Muskelsammandragning

En av de viktigaste rollerna för mikrofilament är att dra ihop musklerna. Det finns en hög koncentration av mikrofilament i muskelceller, där de bildar myofibriller, basenheten i muskelcellen. Actin är ett oumbärligt protein för muskelrörelse, och mikrofilament kallas ofta aktinfilament eftersom actin är så framträdande i kroppens muskelsystem. I muskelceller arbetar actin tillsammans med proteinet myosin så att musklerna kan dra sig samman och slappna av. Här kan varken aktin eller myosin fungera ordentligt utan det andra, och de bildar ett komplex som kallas actomyosin. Grupper av actomyosin finns i sarkomerer, den grundläggande enheten för muskelvävnad.

Cellrörelse

Mikrofilament spelar en roll för att få celler att röra sig. Detta sker i hela kroppen och det är också mycket viktigt för organismer vars hela kropp består av en cell, såsom amöber; utan mikrofilament skulle de inte vara rörliga. Actomyosin spelar en roll här precis som det gör i muskelceller. För att celler ska kunna röra sig måste den ena änden av ett mikrofilament förlängas medan den andra änden måste förkortas, och myosin fungerar som en motor för att få detta att hända.

Mikrofilament har också en roll i cytoplasmatisk strömning. Cytoplasmatisk strömning är flödet av cytoplasma (innehållet i cellen, inklusive den flytande delen som kallas cytosol och cellorganeller) genom hela cellen. Det gör att näringsämnen, avfallsprodukter och cellorganeller kan resa från en del av cellen till en annan. Mikrofilament kan fästa vid en cellorganell och sedan dra ihop sig och dra organellen till ett annat område i cellen.

Celluppdelning

En annan viktig funktion för mikrofilament är att hjälpa till att dela cellen under mitos (celldelning). Mikrofilament underlättar processen med cytokinese, det är när cellen ”klämmer av sig” och fysiskt separeras i två dotterceller. Under cytokines bildas en ring av aktin runt cellen som separerar, och sedan drar myosinproteiner på aktinet och orsakar det ringen blir smalare och smalare runt cellen och drar med sig cellmembranet tills den delar sig i två celler. Därefter depolymeriserar mikrofilamenten eller bryts ner i aktinmolekyler, vilket får ringen att spridas när den inte är längre behövs.

Andra cytoskeletala komponenter

De två andra typerna av trådar som utgör cytoskelettet är mellanliggande trådar och mikrotubuli. Mellanliggande filament är större än mikrofilament, med en diameter på cirka 10 nm, och mikrotubuli är större än mellanliggande filament vid 23 nm. Mellanliggande filament bär spänning i cellen, ger cellstrukturen och organiserar cellorganeller och förankrar dem på plats. Mikrotubuli har roll s för att transportera organeller i cellen, bilda den mitotiska spindeln under celldelning och bilda strukturer som cilia och flagella som hjälper vissa celler att röra sig. Mikrofilament, mellanfilament och mikrotubuli arbetar alla tillsammans som en del av cytoskelettet för att organisera cellen och hjälpa den att utföra sina funktioner.

• Actin – Proteinet som spontant samlas för att bilda mikrofilament.
• Cytoskelet – Ett nätverk av proteinfilament som sträcker sig genom cellens cytoplasma.
• Actomyosin – Ett komplex av proteinerna actin och myosin som är ansvariga för muskelrörelser.
• Cytoplasmatisk strömning – Flödet av cytoplasma genom hela cellen; den transporterar molekyler och organeller i cellen från en plats till en annan.

Quiz

1. Mikrofilament har roller i _____.
A. Cytoplasmatisk streaming
B. Muskelsammandragning C. Cellrörelse
D. Allt ovanstående

2. Är mikrofilament bredare, tunnare än eller samma storlek som mikrotubuli?
A. Bredare
B. Tunnare
C. Samma storlek

3. Vilket protein bildar ett komplex med aktin i muskelceller?
A. Lamin – B. Autoclampin
C. Myosin
D. Actomyosin