Darvas Zsuzsa, László Valéria

Sejtbiológia

Intermedier filamentumok

A sejtváz intermeder filamentumai jelen vannak csaknem minden állati sejt citoplazmájában. Az intermedier név a méretükhöz kapcsolódik, ugyanis ezen filamentumok átmérője 8–10 nm, amely az izomban – ahol először írták le ezeket a filamentumokat – lévő aktin filamentum és miozin filamentum vastagsága közé esik. Az intermedier filamentumok a sejtben jól kiterjedt hálózatot alkotnak a sejtmag körül, ahonnan a sejt perifériája felé terjedve a plazmamembránnal létesítenek kapcsolatot, gyakran a sejtkapcsoló struktúrák területén. Igen fejlett a sejtváz intermedier filamentum rendszere azokban a sejtekben, amelyek erős mechanikai hatásoknak vannak kitéve, vagy erős mechanikai támaszt igényel a sejt, illetve szövet (pl. az izomsejtekben, az epitéliális sejtekben és idegsejtek axonjaiban). A sejtváz kevésbé dinamikus elemei, elsősorban a sejt alakjának stabilizálásában játszanak szerepet.

Legősibb képviselőik a laminok, a maghártya belső membránjához kapcsolódva a már említett nukleáris laminát vagy lamina fibrosa-t alkotják.

Csakúgy, mint az aktin filamentumok és a mikrotubulusok, az intermedier filamentumok is protein monomerek összekapcsolódásával jönnek létre. Számos különbség van azonban az intermedier filamentumok és a másik két sejtváz komponens között.

Az egyik, hogy az intermedier filamentumok monomerjei sejttípus, illetve szövetspecifikusak. Pl. a hámsejtekben citokeratin, az izomsejtekben a dezmin, a kötőszöveti sejtekben a vimentin az intermedier filamentumot alkotó legfontosabb fehérje. Az intermedier filamentumoknak ezt a sajátságát a daganat diagnosztikában is felhasználják, ugyanis a tumorsejt azt a típusú intermedier filamentumot termeli, amilyen szövettípusból származik.

A másik különbség, hogy a monomerek nem globuláris fehérjék, mint az aktin és a tubulin esetében, hanem hosszú fibrózus molekulák három jól elkülöníthető doménnel. Mindegyik molekula rendelkezik egy N-terminális feji résszel, egy C-terminális farok résszel, és a kettő között egy centrális „rúdszerű” doménnel, amely α-hélix szerkezetű és ugyanazon aminosav motívumok tandem ismétlődéseit tartalmazza. Ez a hét aminosavból álló ismétlődő motívum az, amely elősegíti a monomerek magasabb egységekbe: dimerekbe, tetramerekbe való szerveződését. Ezek azok az építőegységek, amelyekből végül felépülnek a protofilamentumok, és 8 protofilamentum összekapcsolódásával jönnek létre a 8–10 nm átmérőjű intermedier filamentumok. Az intermedier filamentum alkotó monomerekből általában nincs raktár, hanem mind filamentumok formájában található (X.15. ábra).

Az is lényeges különbség, hogy sem a monomereknek, sem a felépülő nagyobb egységeknek nincs polaritása, szemben az aktin filamentumokkal és a mikrotubulusokkal.

Az intermedier filamentumok (IF) mutációi számos betegséget okoznak. Kb. 30 féle citokeratin ismert (epitél sejtek intermedier filamentum típusa) és számos mutáció okoz örökletes bőrbetegséget, mint pl. az epidermolítikus hiperkeratózist. Az idegsejtek jellemző neurofilamentjei (NF) három polipeptid lánca (NFL, NFM és NFH ahol L = light, könnyű; M = medium, közepes; H = heavy, nehéz; az elnevezés a fehérjeláncok molekulasúlyára utal) közül a könnyű lánc egyes mutációi a Charcot-Marie-Tooth betegség egyik típusát (axonális 2E) okozzák.

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1338setb_831/#m1338setb_831 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1338setb_831/#m1338setb_831)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1338setb_831/#m1338setb_831)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

X.15. ábra. Az intermedier filamentum szerveződése.

A: monomerek a heptád repeat-eket (7 aminosavból álló ismétlődő egységek) tartalmazó -helikális régiókkal. B: két monomer összekapcsolódásával létrejövő dimer. C: két dimer antiparalell összekapcsolódásával jön létre a tetramer forma, amely a protofilamentumot alkotja. D: a tetramerek összekapcsolódásának módja, olyan mint ahogy a dominó kockáit illesztjük egymás mellé. F: a 8 protofilamentumból felépülő intermedier filamentum benne: E: a dominószerűen összekapcsolódó tetramerekből álló protofilamentumok részletek

A fejezet végén röviden összefoglaljuk a sejtváz néhány fontos funkcióját.

A sejt nem egy stabil struktúra, hanem állandóan és dinamikusan változik. Változik a sejt alakja, változnak a sejtalkotók, változik elhelyezkedésük, kiterjedésük. Ezek a folyamatok mind a citoszkeleton részvételét igénylik, azaz a mikrotubulushoz és az aktin filamentumokhoz kapcsolódó motor fehérjék segítségével valósulnak meg. Ehhez a szilárd vázat pedig az intermedier filamentumok hálózata szolgáltatja. Pl. az ER tubulusai kinyúlnak és összehúzódnak a mikrotubulusok mentén. Ugyanígy a Golgi elemei is kiterjedhetnek a citoplazma irányába és visszahúzódhatnak. A másik citoszkeletális elem, az aktin is befolyásolja ezeknek a sejtalkotóknak a szerveződését. Osztódáskor ezek a sejtalkotók látszólag eltűnnek, de ez csak átmeneti, mert az osztódás végén a citoszkeleletonnal együtt újraszerveződve ismét megjelennek.
Rendkívül fontos szerepük van a sejt kompartmentek közötti transzport folyamatokban. Talán a legjobban tanulmányozott folyamat ebből a szempontból az axonokban történő, mikrotubulusok mentén megvalósuló vezikuláris transzport (pl. a neurotranszmittereket tartalmazó vezikulumok szállítása), ahol mind a kinezin, mind pedig a dinein motor fehérjék szerepét igazolták a gyors axonális transzportban.

A mikrotubulusok mentén szállító kinezin és a dinein az elsőrendű motorfehérjék a Golgi-ról lefűződő vezikuláris transzport útvonalon is. Polarizált epitéliális sejtekben a kinezin eltávolítása mind az apikális, mind a bazolaterális felszínre történő transzportot gátolta, míg a dinein eltávolítása csak az apikális felszínre történő transzportot zavarta meg.
Ahogy a szekréciós vezikulumok utazásuk során elérik a sejt perifériáján a plazmamembrán alatti aktin filamentumokban gazdag területet, felmerül a kérgi aktin réteg szerepe is. Bizonyított, hogy a kérgi aktin filamentumrendszer az itt található miozin motor fehérje segítségével szerepet játszik a szekrécióban.
Az endocitósissal bekerülő vezikulumoknak pedig először a kortikális aktin hálózaton kell átjutniuk, csak ezután szállítódhatnak tovább más kompartmentek irányába. Az endocitózis kezdeti lépéseiben, a miozin I hiánya mind a folyadék-fázisú, mind a receptor mediált endocitózist gátolta. A mikropinocitózisban és a fagocitózisban is szükséges a kérgi aktin filamentumok közreműködése.
A mikrotubulusokon működő dinein motor a vezikulumok szállítása révén szerepet játszik a korai és késői endoszóma fúziójában, csakúgy, mint az endoszóma–lizoszóma fúziójában. A kinezin is megtalálható a lizoszómába történő szállítási útvonalon, ami nem meglepő, ha arra gondolunk, hogy a lizoszomális kompartment bizonyos komponensei a Golgi felől érkeznek.

A citoszkeleton szerepe az RNS-ek szállításában. Ez a szerepkör a transzláció új szabályozási lehetőségét veti fel. A citoplazmában a mRNS-ek megoszlása nem véletlenszerű, hanem szabályozott folyamat. A különböző mRNS-ek szállítását a célhelyre a sejtváz elemei végzik. A transzlációhoz az is szükséges, hogy a mRNS molekula a rendeltetési helyére kerüljön és kihorgonyzódjon a sejtváz megfelelő elemeihez, ahol azután találkozik a transzlációhoz szükséges többi komponenssel. Általában a mikrotubulusok a hosszabb távú transzportban játszanak szerepet, pl. idegsejtek axonjaiban és oocitákban. Kötőszöveti sejtekben pedig az aktin filamentumok szerepét mutatták ki a mRNS szállításában.

Tartalomjegyzék

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 704 4

Orvostudomány Semmelweis Kiadó könyvei

Reméljük, hogy a hallgatóknak nemcsak egy olyan jegyzetet készítettünk, amelyet meg kell tanulniuk, de sikerült belevinnünk azt az érzést is, amely a jegyzet megírásakor és átírásakor eltöltött minket. Ez az érzés a csodálat. Milyen csodálatos kis egység a sejt, milyen tökéletesen és logikusan szervezett! Mi sem, és így a hallgató sem menekülhet meg a molekuláris szemlélettől, amely manapság a biológia és az orvostudomány minden területén uralkodóvá vált. Igyekeztünk csak annyi molekulát és molekuláris mechanizmust megemlíteni, amelyet feltétlenül szükségesnek tartottunk a sejtben zajló folyamatok megismeréséhez és megértéséhez. Kívánjuk, hogy a leírtak segítsék a hallgatókat más tárgyak anyagának megértésében és elsajátításában is. A jegyzet immáron negyedik, javított kiadását tartják a kezükben és persze ez is több, mint az előző. Mentségünkre legyen mondva a többlet nemcsak több szöveget, de több képanyagot és ábrát is jelent. Reméljük ez segít jobban megérteni a sejtekben zajló, néha bizony komplikált eseményeket. (a szerzők)

Hivatkozás: https://mersz.hu/darvas-laszlo-sejtbiologia//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero