Mikrotübüller ve İplikçikler

Hücre iskeleti, hücrelerin şekillerini ve içsel organizasyonlarını korumalarına yardım eden bir yapıdır; ayrıca hücrelerin bölünme ve hareket gibi temel işlevlerini yerine getirmesini sağlayan mekanik..
Görsel Telif: © 2014 Nature Education

Hücre iskeleti, hücrelerin şekillerini ve içsel organizasyonlarını korumalarına yardım eden bir yapıdır; ayrıca hücrelerin bölünme ve hareket gibi temel işlevlerini yerine getirmesini sağlayan mekanik desteği verir. Hücre iskeleti, tek bir bileşenden değil, ortaklaşa çalışan çok sayıda farklı bileşenden oluşur.

Hücre İskeleti Nelerden Oluşur?

Ökaryotik hücrelerin hücre iskeleti, ipliksi (lifsi, tel tel) proteinlerden oluşur; hücreye ve sitoplazmik bileşenlere mekanik destek sağlar. Tüm hücre iskeletleri, büyüklükleri ve protein bileşimleri değişen başlıca üç öğe sınıfından meydana gelir. Mikrotübüller, en büyük iplikçik (filament) çeşididir; çapları yaklaşık 25 nm civarındadır ve tübülin adlı proteinden oluşurlar. Aktin iplikçikleri en küçük çeşittir; çapları sadece 6 nm civarındadır ve aktin proteininden oluşurlar. Orta büyüklükteki iplikçiklere ise “ortanca iplikçikler” (ara filamentler) denir ve çapları 10 nm civarındadır. Aktin iplikçiklerinden ve mikrotübüllerden farklı olarak, ortanca iplikçikler çok sayıda farklı alt-birim proteinden oluşur.

Mikrotübüller Ne Yapar?

Tübülin iki polipeptid alt-birimden oluşur ve bu alt-birimlerin dimerleri yan yana dizilerek, proto-iplikçik denilen uzun zincirler yapar. Ardından onüç proto-iplikçik (memeliler için sayı budur) biraraya gelerek, içi boş bir boru şeklindeki mikrotübülleri oluşturur. Mikrotübüller sürekli değişir; tepkimeler devamlı olarak iplikçiğin iki ucundan tübülin dimerlerinin eklenmesine ve çıkarılmasına neden olur (Figür 1). İki uçtaki değişim oranı dengeli değildir; daha hızlı büyüyen uca “artı uç“, diğerine de “eksi uç” denir. Hücrelerde mikrotübüllerin eksi uçları, “mikrotübül düzenleme merkezi – MTDM” (İng. microtubule organizing center – MTOC) denilen yapılara çapalanmıştır. Bir hücredeki birincil MTDM’ye sentrozom adı verilir ve genellikle çekirdeğin bitişiğinde bulunur.

Mikrotübüller, sentrozomdan plazma zarına doğru büyüme eğilimindedir. Bölünmeyen hücrelerde, mikrotübül ağları sentrozomdan dışarı uzanarak, sitoplazmanın temel organizasyonunu sağlar; buna organellerin konumlanışı da dahildir.

Figür.1: Mikrotübüller. Tek bir mikrotübülde 10 ilâ 15 arasında proto-iplikçik olabilir (memelilerde 13 tane bulunur) ve bunlar 24 nm genişliğinde oyuk bir silindir oluşturur. © 2014 Nature Education All rights reserved

Aktin İplikçikleri Ne Yapar?

Aktin proteini, tüm ökaryotik hücrelerde bolca bulunur. İlk olarak iskeletsel kasta keşfedilmiştir; orası aktin iplikçiklerinin miyosin adlı başka bir proteinin iplikçikleri boyunca kayarak hücreleri büzüştürdüğü yerdir. (Kas dışı hücrelerde, aktin iplikçikleri daha az düzenlidir ve miyosin çok daha az göze çarpar.) Aktin iplikçikleri, uzun bir helezonik zincir şeklinde sıralanan özdeş aktin proteinlerinden oluşur. Mikrotübüller gibi, aktin iplikçiklerinin de artı ve eksi uçları vardır; iplikçiğin artı ucunda daha fazla ATP-gücüyle büyüme gerçekleşir (Figür 2).

Figür 2: Nöronlar karmaşık bir hücre iskeletine sahiptir. © 2014 Nature Education All rights reserved

Çoğu hücre tipinde, aktin iplikçiği ağları hücre korteksinin altında bulunur; bu korteks, plazma zarını destekleyen ve güçlendiren “zarla ilişkili proteinler”den oluşan bir şebekedir. Böyle ağlar, hücrelerin özelleşmiş şekillerde olmasını (ve ilerlemesini) sağlar; mikrovilusların fırça sınırı gibi. Aktin iplikçikleri ayrıca sitokinez ve hücre hareketinde de rol oynar (Figür 3).

Figur 3: Aktin iplikçikleri hücrede çeşitli yapıları destekler. © 2014 Nature Education All rights reserved

Ortanca İplikçikler Ne Yapar?

Ortanca iplikçiklerin (ara filamentlerin) farklı çeşitleri bulunur ama genellikle güçlü ve halatımsıdırlar. İşlevleri birincil olarak mekaniksel olup, sınıfça diğer iki sınıftan daha az dinamiktirler. Ortanca iplikçikler, mikrotübüllerle uyum içinde işleyerek, kırılgan tübülin yapılar için güç ve destek sağlar.

Tüm hücrelerin ortanca iplikçikleri vardır ama bu yapıların protein alt-birimleri değişkenlik sergiler. Bazı hücreler çok sayıda çeşitte ortanca iplikçiğe sahipken, bazı ortanca iplikçikler de belirli hücre tipleriyle ilişkilendirilir. Örneğin, nöro-iplikçikler özel olarak nöronlarda yani sinir hücrelerinde bulunur (en göze çarpanı bu hücrelerin uzun aksonlarındadır); desmin iplikçikleri özel olarak kas hücrelerinde bulunur ve keratinler özel olarak epitel hücrelerde bulunur. Diğer ortanca iplikçikler daha geniş bir yayılım gösterir. Örneğin, vimentin iplikçikleri geniş bir yelpazedeki hücre tipinde bulunur ve sıklıkla mikrotübüllerle birlikte yerelleşir. Benzer biçimde, laminler tüm hücre tiplerinde bulunur ve çekirdeksel zarın içini güçlendiren bir şebeke oluştururlar. Ortanca iplikçiklerin, aktin ve tübülinlerin olduğu şekilde kutupsal olmadığına dikkat ediniz (Figür 4).

Figur 4: Ortanca iplikçiklerin yapısı.  © 2014 Nature Education All rights reserved. © 2014 Nature Education All rights reserved

Hücreler Nasıl Hareket Eder?

Hücre iskeleti iplikçikleri, hücre hareketinin temelini oluşturur. Örneğin, kirpikliler (silliler) ve (ökaryotik) kamçılılar birbirleri boyunca kayan mikrotübüller sayesinde hareket eder. Aslında, bu kuyruk benzeri hücresel uzantıların kesitlerine bakıldığında, organize mikrotübül dizileri görülür.

Diğer hücre hareketleri, mesela hücre bölünmesinin son adımında hücre zarının kopması (sitokinez de denir), aktin iplikçiği ağlarının büzüşebilme kapasitesiyle gerçekleşir. Aktin iplikçikleri aşırı ölçüde dinamiktir ve çok hızlı bir biçimde oluşup dağılabilir. Aslında bu dinamik eylem, amipler gibi hücrelerin sürünme hareketinin temelinde yatar. İlerleyen bir hücrenin ön ucunda, aktin iplikçikleri hızla polimerleşir; arka uçta ise hızla depolimerize olurlar (Figür 5). Çok sayıda başka protein de aktin toplanması ve dağılmasında rol alır.

Figur 5: Hücre göçü farklı aktin iplikçiği yapılarına bağlıdır. © 2014 Nature Education All rights reserved

Sonuç

Bir hücrenin hücre iskeleti mikrotübüllerden, aktin iplikçiklerinden ve ortanca iplikçiklerden oluşur. Bu yapılar hücreye şeklini verir ve hücre parçalarınınn organizasyonuna yardım eder. Ek olarak, hareket ve hücre bölünmesi için temel teşkil ederler.

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv