Аралық жіпшелер эукариоттық жасушаларға тән құрылым. Олар өздігінен құрастырылады және химиялық төзімді. Аралық жіптердің құрылымы мен қызметтері белок молекулаларындағы байланыс сипаттамаларымен анықталады. Олар тек жасуша қаңқасын құруға ғана емес, сонымен қатар органоидтардың өзара әрекеттесуін қамтамасыз етеді.
Жалпы сипаттама
Жіптер – цитоскелеттің құрылысына қатысатын жіп тәрізді белокты құрылымдар. Диаметрі бойынша олар 3 класқа бөлінеді. Аралық жіптердің (IF) көлденең қимасының орташа мәні 7-11 нм. Олар Ø5-8 нм микрофиламенттер мен Ø25 нм микротүтікшелер арасында аралық орынды алады, олар өз атауын алды.
Бұл құрылымдардың 2 түрі бар:
- Ламин. Олар өзегінде. Барлық жануарлардың ламинарлы жіптері бар.
- Цитоплазмалық. Олар цитоплазмада орналасады. Нематодтарда, моллюскаларда, омыртқалыларда кездеседі. Соңғысында жасушалардың кейбір түрлері болмауы мүмкін (мысалы, глиальды жасушаларда).
Орын
Аралық жіпшелер жасушаларында ядролар (эукариоттар) бар тірі организмдердің цитоскелетінің негізгі элементтерінің бірі болып табылады. Прокариоттарда да осы фибриллярлық құрылымдардың аналогтары бар. Олар өсімдік жасушаларында кездеспейді.
Жіптердің көпшілігі перинуклеарлы аймақта және плазмалық мембрананың астында орналасқан және орталықтан жасушалардың шетіне дейін созылатын фибрилдер шоғырларында орналасқан. Әсіресе олардың көпшілігі механикалық кернеуге ұшырайтын түрлерде кездеседі - бұлшықеттерде, эпителийлерде, сондай-ақ жүйке талшықтарының жасушаларында.
Белок түрлері
Зерттеулер көрсеткендей, аралық жіптерді құрайтын белоктар жасушалардың түріне және олардың дифференциация сатысына байланысты ажыратылады. Дегенмен, олардың барлығы бір-бірімен байланысты.
Аралық жіп ақуыздары 4 түрге бөлінеді:
- Кератиндер. Олар екі кіші типтен – қышқылды және бейтараптан полимерлер түзеді. Бұл қосылыстардың молекулалық салмағы 40 000-70 000 аму аралығында болады. м. Тіндік көзге байланысты кератиндердің әртүрлі гетерогенді формаларының саны бірнеше ондағанға жетуі мүмкін. Олар изоформасы бойынша 2 топқа бөлінеді – эпителиальды (ең көп) және жануарлардың жүнін, мүйізін, тырнағын және қауырсындарын құрайтын мүйізділер.
- Екінші типте молекулалық салмағы бірдей дерлік (45 000-53 000 аму) белоктардың 3 түрі біріктіріледі. Оларға мыналар жатады: виментин (дәнекер тін, жалпақ жасушалар,қан және лимфа тамырларының бетін қаптау; қан жасушалары) десмин (бұлшықет тіндері); периферин (перифериялық және орталық нейрондар); глиальды фибриллярлы қышқылдық ақуыз (жоғары спецификалық ми ақуызы).
- Нейрофиламент ақуыздары нейриттерде, жүйке жасушалары арасында импульстарды тасымалдайтын цилиндрлік процестерде кездеседі.
- Ядро мембранасының астында жатқан ядролық қабаттың белоктары. Олар барлық басқа ҚҚ-ның бастаушылары.
Аралық жіптер жоғарыда аталған заттардың бірнеше түрінен тұруы мүмкін.
Сипаттар
ҚҚ сипаттамалары олардың келесі ерекшеліктерімен анықталады:
- көлденең қимадағы полипептидтік молекулалардың көп саны;
- күшті гидрофобты әсерлесулер, олар макромолекулалардың бұралған супер орам түріндегі жинақталуында маңызды рөл атқарады;
- жоғары электростатикалық әрекеттесуі бар тетрамерлердің түзілуі.
Нәтижесінде аралық жіптер күшті бұралған арқанның қасиеттеріне ие болады - олар жақсы иіледі, бірақ үзілмейді. Реагенттермен және күшті электролиттермен өңдегенде бұл құрылымдар ерітіндіге ең соңғы болып түседі, яғни олар жоғары химиялық тұрақтылықпен сипатталады. Сонымен, мочевинадағы ақуыз молекулаларының толық денатурациясынан кейін жіптер өздігінен жинала алады. Сырттан енгізілген белоктар осы қосылыстардың бұрыннан бар құрылымына тез біріктіріледі.
Құрылым
Құрылысы бойынша аралық жіптер тармақталмайдымакромолекулалық қосылыстардың түзілуіне де, деполимерленуіне де қабілетті полимерлер. Олардың құрылымдық тұрақсыздығы жасушалардың пішінін өзгертуге көмектеседі.
Жіптер белоктардың түріне қарай әртүрлі құрамға ие болғанымен, олардың құрылымдық жоспары бірдей. Молекулалардың ортасында оң жақты спираль тәрізді пішіні бар альфа спираль орналасқан. Ол гидрофобты құрылымдар арасындағы байланыстар арқылы қалыптасады. Оның құрылымында спиральды емес қысқа бөліктермен бөлінген 4 спираль сегменті бар.
Альфа спиралының ұштарында құрылымы белгісіз домендер орналасқан. Олар жіптерді құрастыруда және жасуша органеллаларымен әрекеттесуде маңызды рөл атқарады. Олардың мөлшері мен ақуыз тізбегі әртүрлі IF түрлерінде айтарлықтай өзгереді.
Құрылыс ақуызы
ҚҚ үшін негізгі құрылыс материалы димерлер болып табылады - екі қарапайымдан тұратын күрделі молекулалар. Әдетте олар таяқша тәрізді құрылымдармен байланысқан 2 түрлі ақуызды қамтиды.
Жіптердің цитоплазмалық түрі қалыңдығы 1 блок жіптерді құрайтын димерлерден тұрады. Олар параллель, бірақ қарама-қарсы бағытта болғандықтан, полярлық жоқ. Бұл димерлі молекулалар кейінірек күрделірек молекулалар құра алады.
Функциялар
Аралық жіптердің негізгі функциялары келесідей:
- жасушалардың механикалық беріктігін және олардың процестерін қамтамасыз ету;
- стресс факторларына бейімделу;
- қатысужасушалардың күшті байланысын қамтамасыз ететін контактілер (эпителий және бұлшықет тіндері);
- белоктар мен органеллалардың жасушаішілік таралуы (Гольджи аппаратының, лизосомалардың, эндосомалардың, ядролардың локализациясы);
- липидтерді тасымалдауға және жасушалар арасындағы сигнал беруге қатысу.
PF сонымен қатар митохондриялық функцияға әсер етеді. Тышқандардағы зертханалық тәжірибелер көрсеткендей, десмин гені жетіспейтін адамдарда бұл органоидтардың жасушаішілік орналасуы бұзылып, жасушалардың өздері қысқа өмір сүруге бағдарламаланған. Нәтижесінде тіндердің оттегін тұтынуы азаяды.
Екінші жағынан, аралық жіптердің болуы митохондриялық қозғалғыштығының төмендеуіне ықпал етеді. Егер виментин жасушаға жасанды түрде енгізілсе, онда IF желісін қалпына келтіруге болады.
Медицинаның маңыздылығы
ҚҚ синтезі, жинақталуы және құрылымының бұзылуы кейбір патологиялық жағдайлардың пайда болуына әкеледі:
- Бауыр жасушаларының цитоплазмасында гиалинді тамшылардың түзілуі. Басқаша айтқанда, олар Маллори денелері деп аталады. Бұл құрылымдар эпителий типті IF ақуыздары болып табылады. Олар алкогольдің ұзақ әсерінен (жедел алкогольді гепатит), сондай-ақ бауырдың бастапқы гепатоцеллюлярлық обырында (вирустық В гепатиті және циррозы бар науқастарда) метаболикалық процестердің бұзылуымен, бауыр мен өт қабында өттің тоқырауымен түзіледі. Алкогольді гиалин жүйелі патологияның дамуын алдын ала анықтайтын иммуногендік қасиеттерге ие.
- Гендер мутацияға ұшырағанда,кератиндердің өндірісіне жауапты, тұқым қуалайтын тері ауруы пайда болады - эпидермолиз буллоза. Бұл жағдайда терінің сыртқы қабатының дәнекер тінінен бөлетін базальды мембранаға бекітілуінің бұзылуы бар. Нәтижесінде эрозия мен көпіршіктер пайда болады. Тері шамалы механикалық зақымға өте сезімтал болады.
- Альцгеймер ауруында ми жасушаларында кәрілік бляшкалар мен нейрофибриллярлық түйіршіктердің түзілуі.
- ҚҚ шамадан тыс жинақталуымен байланысты кардиомиопатияның кейбір түрлері.
Біздің мақала барлық сұрақтарыңызға жауап берді деп үміттенеміз.
