분자식 세포 생물학 : 마이크로 필라멘트

마이크로 필라멘트

모든 진핵 세포에 공통적 인이 필라멘트는 기능면에서 주로 구조적이며 미세 소관 및 종종 중간 필라멘트와 함께 세포 골격의 중요한 구성 요소입니다. 마이크로 필라멘트는 직경이 5 ~ 9 나노 미터이며 많은 양의 장력을 견디도록 설계되었습니다. 미오신과 관련하여 마이크로 필라멘트는 세포 수축 및 기본 세포 운동에 사용되는 힘을 생성하는 데 도움이됩니다. 필라멘트는 또한 분할 세포가 두 개의 세포로 쪼개 질 수 있도록하며 특정 유형의 세포의 아메 보이드 이동에 관여합니다.

마이크로 필라멘트는 액틴으로 알려진 단백질로 만들어진 단단한 막대입니다. 세포에 의해 처음 생성 될 때 액틴은 구형 형태로 나타납니다 (G- 액틴, 그림 1 참조). 그러나 종종 액틴 필라멘트라고도하는 마이크로 필라멘트에서는 분자의 긴 중합 사슬이 나선으로 얽혀서 필라멘트 형태의 단백질 (F- 액틴)을 생성합니다. 마이크로 필라멘트를 구성하는 모든 서브 유닛은 동일한 방향을 갖도록 연결됩니다. 이 사실로 인해 각 마이크로 필라멘트는 극성을 나타내며 필라멘트의 두 끝은 뚜렷하게 다릅니다. 이 극성은 마이크로 필라멘트의 성장 속도에 영향을 미칩니다. 한쪽 끝 (플러스 끝이라고 함)은 일반적으로 다른 쪽 끝 (마이너스 끝)보다 빠르게 조립 및 분해됩니다.

일반적으로 a의 중심에서 뻗어 나오는 미 세관과는 다릅니다. 세포, 마이크로 필라멘트는 일반적으로 원형질막에서 핵 형성됩니다. 따라서, 세포의 주변 (가장자리)은 일반적으로 가장 높은 농도의 마이크로 필라멘트를 포함합니다. 그러나 여러 외부 요인과 특수 단백질 그룹이 마이크로 필라멘트 특성에 영향을 미치며 필라멘트를 세포의 한 영역에서 완전히 분해하고 다른 곳에서 재 조립해야하는 경우에도 필요한 경우 신속하게 변경할 수 있습니다. 원형질막 바로 아래에서 발견되는 경우 마이크로 필라멘트는 세포 표면의 모양과 움직임을 조절하는 세포 피질의 일부로 간주됩니다. 결과적으로 마이크로 필라멘트는 다양한 세포 표면 돌기의 발달에 중요한 역할을합니다 (그림 2 참조). ), filopodia, lamellipodia, stereocilia 포함.

그림 2는 핵 (파란색)과 액틴 세포 골격 네트워크 (녹색)를 표적으로하는 형광 프로브로 염색 된 인도 Muntjac 사슴 피부 섬유 아세포 세포의 형광 디지털 이미지입니다. 개별적으로 마이크로 필라멘트는 상대적으로 유연합니다. 그러나 살아있는 유기체의 액틴 필라멘트는 일반적으로 다양한 부속 단백질에 의해 더 크고 훨씬 더 강한 구조로 구성됩니다. 마이크로 필라멘트 그룹이 가정하는 정확한 구조 형태는 주요 기능과 이들을 결합하는 특정 단백질에 따라 다릅니다. 예를 들어, 마이크로 스파이크라고하는 표면 돌출부의 핵심에서 마이크로 필라멘트는 번들링 단백질 fimbrin에 의해 단단한 평행 번들로 구성됩니다. 필라멘트 묶음은 알파-액 티닌에 의해 결합되거나 섬유 아세포 스트레스 섬유 (그림 2의 평행 녹색 섬유)와 관련 될 때 서로 덜 꽉 채워집니다. 특히, 일부 가교 단백질에 의해 생성 된 마이크로 필라멘트 연결은 필라멘트 다발이 아닌 웹과 같은 네트워크 또는 젤 형태를 생성합니다.

세포의 진화 역사 과정에서 액틴은 상대적으로 변하지 않았습니다. 이것은 모든 진핵 세포가 환경에서 직면하는 많은 스트레스에서 살아남을 수 있도록 액틴 필라멘트의 완전성에 크게 의존한다는 사실과 함께 액틴을 세포를 손상시키려는 유기체에게 훌륭한 표적이됩니다. 따라서 먹거나 다른 방식으로 해를 입힐 수있는 포식자를 물리적으로 피할 수없는 많은 식물은 방어 메커니즘으로 세포 액틴과 마이크로 필라멘트에 영향을 미치는 독소를 생성합니다. 예를 들어, 죽음의 모자 버섯은 세포에 치명적일 수있는 액틴 필라멘트에 결합하고 안정화시키는 phalloidin이라는 물질을 생성합니다.

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