โครงร่างเซลล์และการเคลื่อนที่ของเซลล์
โครงร่างเซลล์คือเครือข่ายพลวัตของเส้นใยโปรตีนที่ทำให้เซลล์มีรูปร่าง จัดระเบียบภายในเซลล์ และขับเคลื่อนการเคลื่อนที่และการขนส่งภายในเซลล์
Definition
โครงร่างเซลล์คือระบบของพอลิเมอร์โปรตีนที่เป็นเส้นใยและโปรตีนที่เกี่ยวข้อง ซึ่งเป็นโครงสร้างของไซโทพลาซึมและช่วยให้เซลล์เคลื่อนที่และขนส่งภายในเซลล์ได้
Scope
ส่วนนี้ครอบคลุมระบบโครงร่างเซลล์หลักสามระบบ ได้แก่ แอกทินฟิลาเมนต์ ไมโครทิวบูล และอินเตอร์มีเดียตฟิลาเมนต์ พลวัตการประกอบตัวของพวกมัน มอเตอร์โมเลกุลที่เคลื่อนที่ไปตามพวกมัน และวิธีที่ส่วนประกอบเหล่านี้ขับเคลื่อนรูปร่างของเซลล์ การเคลื่อนที่แบบคืบคลาน การแบ่งเซลล์ และการขนส่งสิ่งของ
Sub-topics
Core questions
- โครงร่างเซลล์มีเส้นใยหลักสามประเภทอะไรบ้างและมีบทบาทอย่างไร?
- แอกทินฟิลาเมนต์และไมโครทิวบูลประกอบและแยกตัวออกจากกันอย่างพลวัตได้อย่างไร?
- มอเตอร์โมเลกุลสร้างแรงและการเคลื่อนที่ได้อย่างไร?
- โครงร่างเซลล์ขับเคลื่อนการเคลื่อนที่แบบคืบคลานของเซลล์และการขนส่งภายในเซลล์ได้อย่างไร?
Key theories
- ความไม่เสถียรแบบพลวัตของไมโครทิวบูล
- ไมโครทิวบูลจะสลับไปมาระหว่างระยะการเติบโตและการหดตัวอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นพลวัตแบบสุ่มที่ช่วยให้พวกมันจัดระเบียบใหม่ได้อย่างรวดเร็วและสำรวจพื้นที่ภายในเซลล์ได้
- การเคลื่อนที่แบบ Treadmilling ของแอกทินและการเคลื่อนที่ที่ขับเคลื่อนด้วยการประกอบตัว
- การประกอบตัวและการแยกตัวของแอกทินฟิลาเมนต์ที่ถูกควบคุมทิศทาง โดยมีการเพิ่มที่ปลายด้านหนึ่งและการสูญเสียที่ปลายอีกด้านหนึ่ง จะสร้างแรงผลักที่ขับเคลื่อนการยื่นออกของขอบเซลล์และการเคลื่อนที่แบบคืบคลาน
Mechanisms
แอกทินฟิลาเมนต์ก่อตัวเป็นเครือข่ายพลวัต โดยเฉพาะที่คอร์เทกซ์ของเซลล์ ซึ่งขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและการยื่นออกผ่านกระบวนการพอลิเมอไรเซชันและกิจกรรมของมอเตอร์ ไมโครทิวบูลจะเติบโตและหดตัวโดยความไม่เสถียรแบบพลวัต และทำหน้าที่เป็นเส้นทางสำหรับการขนส่งระยะไกลและเป็นแกนสปินเดิลในการแบ่งเซลล์ อินเตอร์มีเดียตฟิลาเมนต์ให้ความแข็งแรงเชิงกล มอเตอร์โมเลกุล ได้แก่ ไมโอซินบนแอกทิน และไคเนซินกับไดนีนบนไมโครทิวบูล จะไฮโดรไลซ์ ATP เพื่อเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่กำหนด โดยขนส่งออร์แกเนลล์และเวสิเคิล และทำให้เกิดการหดตัวและการเคลื่อนที่
Clinical relevance
โครงร่างเซลล์เป็นพื้นฐานของสถาปัตยกรรมของเซลล์ การแบ่งเซลล์ การเคลื่อนย้าย และการขนส่ง ทำให้เป็นระบบพื้นฐานในชีววิทยาของเซลล์ การนำเสนอในที่นี้เป็นการบรรยายเชิงพรรณนาและไม่ใช่การสั่งยาหรือแนะนำการรักษา
History
การค้นพบความไม่เสถียรแบบพลวัตของไมโครทิวบูลและการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับการประกอบตัวของแอกทินได้แสดงให้เห็นว่าโครงร่างเซลล์มีการจัดระเบียบใหม่ได้อย่างไร การระบุโปรตีนมอเตอร์ เช่น ไคเนซิน โดย Vale และคณะ ได้เปิดเผยว่าการเคลื่อนที่ไปตามเส้นใยนั้นขับเคลื่อนได้อย่างไร
Key figures
- Tim Mitchison
- Marc Kirschner
- Thomas Pollard
- Ronald Vale
Related topics
Seminal works
- mitchison1984
- pollard2003
Frequently asked questions
- ส่วนประกอบหลักของโครงร่างเซลล์มีอะไรบ้าง?
- ระบบเส้นใยหลักสามระบบ ได้แก่ แอกทินฟิลาเมนต์ ซึ่งขับเคลื่อนรูปร่างและการเคลื่อนที่ ไมโครทิวบูล ซึ่งจัดระเบียบการขนส่งและการแบ่งเซลล์ และอินเตอร์มีเดียตฟิลาเมนต์ ซึ่งให้ความแข็งแรงเชิงกล
- เซลล์เคลื่อนที่ได้อย่างไร?
- เซลล์หลายชนิดเคลื่อนที่แบบคืบคลานโดยการประกอบแอกทินฟิลาเมนต์เพื่อผลักขอบนำออกไป สร้างการยึดเกาะ และใช้โปรตีนมอเตอร์เพื่อดึงตัวเซลล์ไปข้างหน้า