CITOSZKELETONCITOSZKELETON(SEJTVÁZ)(SEJTVÁZ)

Készítette:Készítette:

Zolcsák MártaZolcsák Márta III. évfolyamIII. évfolyam

Biológia – Biológia – számítástechnikaszámítástechnika

A sejt felépítéseA sejt felépítése 1. Bevezetés1. Bevezetés

A sejteket fénymikroszkóppal vizsgálva csak kismértékű strukturáltságot figyelhetünk meg. Látható a sejt alakja, sejthártya, sejtmag és a citoplazma. Speciális festési eljárásokkal egy-egy nagyobb – pl. mitokondrium –még láthatóvá tehető.

A legegyszerűbb felépítésű sejtek a prokariótákra jellemzőek. A sejteket határoló hártya (plazmamembrán) választja el a külvilágtól. A sejten belül viszont nincsenek membránnal határolt terek.

Az eukarióta sejtek sokkal nagyobbak, működésükben pedig sokkal bonyolultabbak. Belsejében sokféle speciális összetételű, különböző működésű membrán tagolja a sejt plazmáját.

2. Citoplazma2. Citoplazma

citoszol:

Folyékony, vízben gazdag.

A fehérjefonalak által határolt teret tölti ki.

citogél:

Finom szálakból áll, az egész sejtet behálózó vázfehérje-

szövedék.

Befolyásolja a sejtek alakját, elősegíti a sejtalkotók

mozgását, alkalmazkodik a sejt életműködéséhez.

- A sejt alapállománya. - Két részből áll:

3. Sejtváz (citoszkeleton)3. Sejtváz (citoszkeleton) Az eukarióta sejtekben vékony

fonálszerű struktúrából álló belső támaszték van, amelyet sejtváznak vagy citoszkeletonnak nevezünk.

Ez a váz biztosítja:A sejt mechanikai ellenálló-képességétStabilizálja a sejt alakjátMódot ad arra, hogy a sejt változtassa alakját, mozogjon, összehúzódjA sejten belül aktív mozgások jöjjenek létre

Fehérjetermészetű fonalakFehérjetermészetű fonalak

MikrotubulusokMikrotubulusok Mikrofilamentumok Mikrofilamentumok

Intermedier filamentumokIntermedier filamentumok

Mikrotubulusok

Csőszerű struktúra

25 nm vastag

Mikrofilamentumok

Vékony fonalakVékony fonalak 5-7 nm 5-7 nm

vastagságúvastagságú

Intermedier filamentumok

Fonálszerű Fonálszerű struktúrákstruktúrák

Vastagsága 10 nmVastagsága 10 nm

Hasonlóságok KülönbségekHasonlóságok KülönbségekMikrofilamentum - Mikrotubulus Intermedier filamentum

Globuláris fehérjék (monomerek) összerendeződéséből jönnek létre (polimerizáció).

Az így létrejött struktúrák széteshetnek építőelemeikre (depolimerizáció)

Motorfehérjék társulhatnak ATP hasításból származó energia

felhasználásával alakváltozáson esnek keresztül, és ezzel két fix struktúra között elmozdulást tesznek lehetővé. Ennek az elvnek az alapján mozognak a sejtfelszín csillói, halad előre a spermium az ostor csapkodó mozgásai révén, húzódik össze az izomsejt.

Konzervatív fehérjék (ősi képződmények, az őket felépítő fehérjék keveset változnak az evolúció folyamán).

Ritkán bontódnak le.

Motorfehérjékkel nem társulnak.

Az evolúció során jelentősen változtak.

A) MikrotubulusokA) Mikrotubulusok Nem elágazó.Nem elágazó. Csőszerű struktúra.Csőszerű struktúra. Tubulinfehérjéből Tubulinfehérjéből α , β

épülnek fel. Alaktartás.Alaktartás. A globuláris fehérje A globuláris fehérje

heterodimert képez, ez heterodimert képez, ez alkotja a mikrotubulus alkotja a mikrotubulus alapegységét. A dimerek alapegységét. A dimerek hosszú láncokat hoznak hosszú láncokat hoznak létre, amelyek egymáshoz létre, amelyek egymáshoz párhuzamosan párhuzamosan kapcsolódva hozzák a kapcsolódva hozzák a mikrotubulust.mikrotubulust.

Labilis képződmények, stabilitásukhoz kémiai Labilis képződmények, stabilitásukhoz kémiai módosítások és speciális fehérjék járulnak, le- és módosítások és speciális fehérjék járulnak, le- és felépülésüket kalcium- és magnéziumionok és GTP felépülésüket kalcium- és magnéziumionok és GTP szabályozzák.szabályozzák.

A mikrotubulusok párhuzamosan rendeződve A mikrotubulusok párhuzamosan rendeződve vázszerű struktúrákat hoznak létre, amely stabilizálja vázszerű struktúrákat hoznak létre, amely stabilizálja a sejt alakját.a sejt alakját.

Komplex struktúrákat, organellumokat hoznak létre, Komplex struktúrákat, organellumokat hoznak létre, ilyenek a centriolum, csilló, ostor.ilyenek a centriolum, csilló, ostor.

CentriolumCentriolum A sejt közepén, a sejtmag mellett elhelyezkedő organellum, a

citocentrum (sejtközpont) központjában elhelyezkedő hengerded

testecske, amely körben rendeződő mikrotubulustripletből áll. Két centriolum találhat a citocentrum közepén egymás

mellett (diploszóma). Sejtbiológiai szerepe nem tisztázott.Csilló (cilium) és Ostor (flagellum)Csilló (cilium) és Ostor (flagellum) Egyes sejttípusok felszínéről kinyúló, hengeres Egyes sejttípusok felszínéről kinyúló, hengeres nyúlványok.nyúlványok. Jellegzetes csapkodó, kígyózó mozgás.Jellegzetes csapkodó, kígyózó mozgás. Körben kilenc mikrotubuluspár, középen két mikrotubulus Körben kilenc mikrotubuluspár, középen két mikrotubulus helyezkedik el.helyezkedik el. A mikrotubuluspárok közötti résben dineinkomplexek A mikrotubuluspárok közötti résben dineinkomplexek találhatóak..találhatóak.. A dineinkomplexek talpa a mikrotubulushoz tapad, A dineinkomplexek talpa a mikrotubulushoz tapad, mozgékony feji része a mozgékony feji része a szomszédos mikrotubulust mozdítja el hosszanti irányba. A szomszédos mikrotubulust mozdítja el hosszanti irányba. A szomszédos szomszédos mikrotubulusok elcsúsznak egymás mellett, ami a csilló mikrotubulusok elcsúsznak egymás mellett, ami a csilló meggörbüléséhez meggörbüléséhez vezet. Ehhez ATP-hasításból származó energia szükséges. vezet. Ehhez ATP-hasításból származó energia szükséges.

Csilló (cilium) és Ostor Csilló (cilium) és Ostor (flagellum)(flagellum)

Kívülről sejtmembrán Kívülről sejtmembrán borítja, tövénél bazális test borítja, tövénél bazális test található.található.

Mozgásuk hasznosul.Mozgásuk hasznosul. Szabad sejt esetében az Szabad sejt esetében az

előremozgást szolgálja (pl. előremozgást szolgálja (pl. csillós és ostoros csillós és ostoros egysejtűek, spermiumok)egysejtűek, spermiumok)

Hámrétegbe épített csillós Hámrétegbe épített csillós sejt a hámréteg felszínét sejt a hámréteg felszínét borító folyadék áramlását borító folyadék áramlását biztosítja (légcső és a biztosítja (légcső és a petevezeték hámja).petevezeték hámja).

B) MikrofilamentumokB) Mikrofilamentumok 5-7 nm vastag5-7 nm vastag Globuláris fehérjéből, az aktinmolekulából épülnek fel.Globuláris fehérjéből, az aktinmolekulából épülnek fel. Hosszú láncot alkotnak.Hosszú láncot alkotnak. Két lánc egymás körül csavarodva alkot egy mikrofilamentumot.Két lánc egymás körül csavarodva alkot egy mikrofilamentumot. Citoplazmában vannak.Citoplazmában vannak. Kötegeket alkotva megtaláljuk a sejtek széli, sejtmembrán alatti zónában, Kötegeket alkotva megtaláljuk a sejtek széli, sejtmembrán alatti zónában,

ahol a sejtmembránnak ad támasztékot, mechanikai ellenállóképességet.ahol a sejtmembránnak ad támasztékot, mechanikai ellenállóképességet. Az aktinmikrofilamentumok szövedéke a citoplazmát viszkózussá teszi, Az aktinmikrofilamentumok szövedéke a citoplazmát viszkózussá teszi,

míg a filamentumok gyors lebomlása, depolimerizációja a citoplazma míg a filamentumok gyors lebomlása, depolimerizációja a citoplazma folyékonyabbá válását idézi elő.folyékonyabbá válását idézi elő.

Formakonzerváló szerep pl. mikrobolyhok.Formakonzerváló szerep pl. mikrobolyhok. Jelentős szerepet játszanak a sejtek dinamikus, aktív Jelentős szerepet játszanak a sejtek dinamikus, aktív

mozgásfolyamataiban.mozgásfolyamataiban. Az aktinhoz miozin kötődhet, ami elmozdulásokat tesz lehetővé.Az aktinhoz miozin kötődhet, ami elmozdulásokat tesz lehetővé.

A miozin: farki és mozgékony feji rész, amely az aktin-mikrofilamentumhoz kötődik. A feji rész begörbül és a mikrofilamentumot elcsúsztatja. ATP kötéssel leválik a feji rész az aktinról, ATP hasításra kiegyenesedik és újra mikrofilamentumhoz kötődik.

A miozin és az aktin egymáshoz viszonyított elmozdulását a sejtek kétféleképpen hasznosítják.

Az egyik: a mikrofilamentum rögzített és a miozin mozgékony. Ilyenkor a miozin vándorol az aktinmikrofilamentum mentén. Ha a miozin mozgatható képlet felszínéhez kötődik, részt vehet az intracelluláris szállításban.

A másik lehetőség: a miozin molekulák virágcsokorszerű kötegeket alkotnak. Két köteg összekapcsolódásával jönnek létre az izomsejt vastag filamentumai. Az aktinfilamentum-rendszert a vastag filamentumhoz képest elcsúsztatják és így a köteg megrövidül (kontrakció). Kontrakciós rendszer a legnagyobb fejlettséget a harántcsíkolt izomban éri el.

a) Mikrobolyhok b) a) Mikrobolyhok b) SztereociliumokSztereociliumok

Vázát 30-40 mikrofilamentumból álló köteg képezi.

A filamentumokat fehérjék rögzítik egymáshoz és a mikroboholy felszínét képező sejtmembránhoz.

Párhuzamosan, mereven állnak. A kefe szőrszálaihoz hasonlóan sűrűn egymás mellett helyezkednek el.

Nem mozgékony Nem mozgékony nyúlványok.nyúlványok.

Érzéksejtek felszínén Érzéksejtek felszínén találjuk meg ( a halló-és találjuk meg ( a halló-és egyensúlyozó-szerv egyensúlyozó-szerv szőrsejtjei, ízlelőbimbók szőrsejtjei, ízlelőbimbók érzéksejtjei).érzéksejtjei).

C) Intermedier filamentumokC) Intermedier filamentumok Mechanikai védelem. Sejtalak stabilizálása. Mechanikai ellenállóképességet

ad. Pl. a mechanikai hatásoknak

leginkább kitett bőrhám sejtjei nagy mennyiségben tartalmaznak keratinfehérjét, az idegsejtekben neurofilamentumfehérjéből álló filamentumok biztosítják a sejt nyúlványos alakjának a megőrzését.

A laminfehérjékből felépülő intermedier filamentumok vékony rostos réteget alkotva biztosítja a maghártya rugalmas mechanikai ellenállóképességét.

10 nm vastagFibrózus fehérjemolekulákból jönnek létre.