સાયટોસ્કેલેટન: રચના, કાર્ય અને રોગો

સાયટોસ્કેલેટન કોશિકાઓના સાયટોપ્લાઝમમાં ત્રણ અલગ અલગ પ્રોટીન ફિલામેન્ટ્સનું ગતિશીલ રીતે પરિવર્તનશીલ નેટવર્ક ધરાવે છે. તેઓ માળખું પ્રદાન કરે છે, તાકાત, અને કોષની આંતરિક ગતિશીલતા (ગતિશીલતા) અને ઓર્ગેનેલ્સ અને વેસિકલ્સ જેવી સંસ્થાકીય અંતઃકોશિક સંસ્થાઓ માટે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ફિલામેન્ટ્સ કોષની ગતિશીલતા અથવા વિદેશી સંસ્થાઓના દિશાત્મક પરિવહનમાં મદદ કરવા માટે સિલિયા અથવા ફ્લેજેલાના રૂપમાં કોષમાંથી બહાર નીકળી જાય છે.

સાયટોસ્કેલેટન શું છે?

માનવ કોશિકાઓના સાયટોસ્કેલેટનમાં પ્રોટીન ફિલામેન્ટ્સના ત્રણ અલગ-અલગ વર્ગોનો સમાવેશ થાય છે. માઇક્રોફિલામેન્ટ્સ (એક્ટિન ફિલામેન્ટ્સ), વ્યાસમાં 7 થી 8 નેનોમીટર અને મુખ્યત્વે એક્ટિનથી બનેલા પ્રોટીન, એકંદર એકમ તેમજ અંતઃકોશિક રચના તરીકે કોષના બાહ્ય કોષ આકાર અને ગતિશીલતાને સ્થિર કરવા માટે સેવા આપે છે. સ્નાયુ કોશિકાઓમાં, એક્ટિન ફિલામેન્ટ્સ સ્નાયુઓના સંકલિત સંકોચનને સક્ષમ કરે છે. મધ્યવર્તી ફિલામેન્ટ્સ, જે લગભગ 10 નેનોમીટર જાડા હોય છે, તે પણ યાંત્રિક પ્રદાન કરવા માટે સેવા આપે છે તાકાત અને કોષની રચના. તેઓ કોષની ગતિશીલતામાં સામેલ નથી. મધ્યવર્તી ફિલામેન્ટ્સ વિવિધ બનેલા હોય છે પ્રોટીન અને પ્રોટીનના ડાઇમર્સ કે જે દોરડા જેવા કોઇલ્ડ બંડલ્સ (ટોનોફિબ્રિલ્સ) બનાવવા માટે જોડાય છે અને અત્યંત આંસુ-પ્રતિરોધક બંધારણ છે. મધ્યવર્તી ફિલામેન્ટ્સને વિવિધ કાર્યો સાથે ઓછામાં ઓછા 6 વિવિધ પ્રકારોમાં વહેંચી શકાય છે. ફિલામેન્ટ્સના ત્રીજા વર્ગમાં 25 નેનોમીટરના બાહ્ય વ્યાસ સાથે નાની નળીઓ, માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ ટ્યુબ્યુલિન ડાયમર્સના પોલિમરથી બનેલા હોય છે અને મુખ્યત્વે તમામ પ્રકારની અંતઃકોશિક ગતિશીલતા અને કોષોની ગતિશીલતા માટે જવાબદાર હોય છે. કોશિકાઓની આંતરિક ગતિશીલતાને ટેકો આપવા માટે, માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સ સિલિયા અથવા ફ્લેજેલાના સ્વરૂપમાં કોષ પ્રક્રિયાઓ બનાવી શકે છે જે કોષની બહાર વિસ્તરે છે. માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સનું મેશવર્ક સામાન્ય રીતે સેન્ટ્રોમેરથી ગોઠવવામાં આવે છે અને તે અત્યંત ગતિશીલ ફેરફારોને આધિન છે.

શરીરરચના અને બંધારણ

પદાર્થનું જૂથ માઇક્રોફિલામેન્ટ્સ, ઇન્ટરમીડિયેટ ફિલામેન્ટ્સ (IF), અને માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સ (MT), જેમાંથી ત્રણેય સાયટોસ્કેલેટનને સોંપવામાં આવ્યા છે, તે સાયટોપ્લાઝમની અંદર અને ન્યુક્લિયસની અંદર પણ લગભગ સર્વવ્યાપી છે. માનવીય માઇક્રોફિલામેન્ટ્સ અથવા એક્ટિન ફિલામેન્ટ્સના મૂળભૂત બિલ્ડિંગ બ્લોક્સમાં 6 આઇસોફોર્મ એક્ટિનનો સમાવેશ થાય છે પ્રોટીન, દરેક માત્ર થોડા દ્વારા અલગ પડે છે એમિનો એસિડ. મોનોમેરિક એક્ટિન પ્રોટીન (જી-એક્ટિન) ન્યુક્લિયોટાઇડ એટીપીને બાંધે છે અને એક્ટિન મોનોમર્સની લાંબી મોલેક્યુલર સાંકળો બનાવે છે, દરેક ફોસ્ફેટ જૂથ, જેમાંથી બે હેલિકલ એક્ટિન ફિલામેન્ટ્સ બનાવે છે. સ્મૂથ અને સ્ટ્રાઇટેડ સ્નાયુમાં એક્ટિન ફિલામેન્ટ્સ, કાર્ડિયાક મસલમાં અને નોન-મસ્ક્યુલર એક્ટિન ફિલામેન્ટ્સ દરેક એકબીજાથી સહેજ અલગ હોય છે. એક્ટિન ફિલામેન્ટ્સનું નિર્માણ અને ભંગાણ ખૂબ જ ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓને આધીન છે અને જરૂરિયાતોને અનુરૂપ છે. મધ્યવર્તી ફિલામેન્ટ્સ વિવિધ માળખાકીય પ્રોટીનથી બનેલા હોય છે અને ઉચ્ચ તાણ પ્રાપ્ત કરે છે તાકાત લગભગ 8 થી 11 નેનોમીટરના ક્રોસ-સેક્શન પર. મધ્યવર્તી તંતુઓને પાંચ વર્ગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: એસિડિક કેરાટિન, મૂળભૂત કેરાટિન, ડેસ્મિન-પ્રકાર, ન્યુરોફિલામેન્ટ્સ અને લેમિન-પ્રકાર. જ્યારે કેરાટિન્સ ઉપકલા કોષોમાં જોવા મળે છે, ત્યારે ડેસ્મિન-પ્રકારના ફિલામેન્ટ્સ સરળ અને સ્ટ્રાઇટેડ સ્નાયુ કોશિકાઓમાં અને કાર્ડિયાક સ્નાયુ કોશિકાઓમાં જોવા મળે છે. ન્યુરોફિલામેન્ટ્સ, વર્ચ્યુઅલ રીતે તમામ ચેતાકોષોમાં હાજર છે, જે ઇન્ટરનેક્સિન, નેસ્ટિન, NF-L, NF-M અને અન્ય જેવા પ્રોટીનથી બનેલા છે. લેમિન-પ્રકારના મધ્યવર્તી તંતુઓ કેરીઓપ્લાઝમમાં પરમાણુ પટલની અંદરના તમામ ન્યુક્લીઓમાં જોવા મળે છે.

કાર્ય અને ભૂમિકાઓ

સાયટોસ્કેલેટનનું કાર્ય અને કાર્યો કોઈપણ રીતે કોષોના માળખાકીય આકાર અને સ્થિરતા સુધી મર્યાદિત નથી. માઇક્રોફિલામેન્ટ્સ, મુખ્યત્વે પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનની નજીકના જાળીદાર માળખામાં સ્થિત છે, કોષોના બાહ્ય આકારને સ્થિર કરે છે. જો કે, તેઓ સ્યુડોપોડિયા જેવા મેમ્બ્રેન પ્રોટ્રુઝન પણ બનાવે છે. મોટર પ્રોટીન, જેમાંથી સ્નાયુ કોશિકાઓમાં માઇક્રોફિલામેન્ટ્સ બનેલા હોય છે, તે જરૂરી પ્રદાન કરે છે સંકોચન સ્નાયુઓની. કોશિકાઓની યાંત્રિક શક્તિ માટે સૌથી વધુ મહત્વ ખૂબ જ તાણયુક્ત મધ્યવર્તી ફિલામેન્ટ્સ સાથે જોડાયેલ છે. વધુમાં, તેઓ સંખ્યાબંધ અન્ય કાર્યો કરે છે. ઉપકલા કોશિકાઓના કેરાટિન ફિલામેન્ટ્સ પરોક્ષ રીતે યાંત્રિક રીતે ડેસ્મોસોમ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે, જે આપે છે ત્વચા પેશી દ્વિ-પરિમાણીય, મેટ્રિક્સ-જેવી, તાકાત. મધ્યવર્તી ફિલામેન્ટ-સંબંધિત પ્રોટીન (IFAPs) દ્વારા, IFs સાયટોસ્કેલેટનના પદાર્થોના અન્ય જૂથો સાથે જોડાયેલા હોય છે, માહિતીના ચોક્કસ વિનિમય અને યાંત્રિક શક્તિ માટે પ્રદાન કરે છે. અનુરૂપ પેશી. આ સાયટોસ્કેલેટનની અંદર સુવ્યવસ્થિત માળખામાં પરિણમે છે. ઉત્સેચકો જેમ કે કિનાસ અને ફોસ્ફેટેસીસ નેટવર્કની ઝડપી એસેમ્બલી, રિમોડેલિંગ અને ડિસએસેમ્બલીની ખાતરી કરે છે. વિવિધ પ્રકારના ન્યુરોફિલામેન્ટ્સ નર્વસ પેશીઓને સ્થિર કરે છે. લેમિન્સ ના વિસર્જનને નિયંત્રિત કરે છે કોષ પટલ કોષ વિભાજન અને તેના અનુગામી પુનઃનિર્માણ દરમિયાન. માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સ કોષની અંદર ઓર્ગેનેલ્સ અને વેસિકલ્સના પરિવહનને નિયંત્રિત કરવા અને ગોઠવવા જેવા કાર્યો માટે જવાબદાર છે. રંગસૂત્રો મિટોસિસ દરમિયાન. કોષોમાં કે જેમાં માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સ માઇક્રોવિલી, સિલિયા, ફ્લેગેલા અથવા ફ્લેગેલા બનાવે છે, એમટી પણ સમગ્ર કોષ માટે ગતિશીલતા પ્રદાન કરે છે અથવા લાળ અથવા વિદેશી શરીરને દૂર કરવાનું સંભાળે છે, જેમ કે શ્વાસનળીમાં અને બાહ્ય શ્રાવ્ય નહેર.

રોગો

સાયટોસ્કેલેટનના ચયાપચયમાં વિકૃતિઓ કાં તો આનુવંશિક ખામીઓ અથવા બહારથી રજૂ કરાયેલા ઝેરને કારણે થઈ શકે છે. સ્નાયુઓ માટે પટલ પ્રોટીનના સંશ્લેષણમાં ડિસઓર્ડર સાથે સંકળાયેલ સૌથી સામાન્ય વારસાગત રોગોમાંની એક ડ્યુચેન-પ્રકાર છે. મસ્ક્યુલર ડિસ્ટ્રોફી. આનુવંશિક ખામી ડિસ્ટ્રોફિન ઉત્પન્ન કરવામાં નિષ્ફળતામાં પરિણમે છે, જે સ્ટ્રાઇટેડ કંકાલ સ્નાયુના સ્નાયુ તંતુઓમાં જરૂરી માળખાકીય પ્રોટીન છે. આ રોગ શરૂઆતમાં થાય છે બાળપણ પ્રગતિશીલ અભ્યાસક્રમ સાથે. પરિવર્તિત કેરાટિન્સ પણ કરી શકે છે લીડ ગંભીર અસરો માટે. ઇચથિઓસિસ, કહેવાતા માછલી સ્કેલ રોગ, પરિણમે છે હાયપરકેરેટોસિસ, ઉત્પાદન અને એક્સ્ફોલિયેશન વચ્ચે અસંતુલન ત્વચા ભીંગડા, રંગસૂત્ર 12 પર એક અથવા વધુ આનુવંશિક ખામીઓને કારણે. ઇચથિઓસિસ સૌથી સામાન્ય, વારસાગત, રોગ છે ત્વચા અને સઘન જરૂરી છે ઉપચાર, જે, જો કે, માત્ર લક્ષણોને દૂર કરી શકે છે. અન્ય આનુવંશિક ખામીઓ, જે લીડ ન્યુરોફિલેમેન્ટ્સના ચયાપચયની વિક્ષેપ માટે, કારણ, ઉદાહરણ તરીકે, એમાયોટ્રોફિક લેટર સ્કલરોસિસ (ALS). કેટલાક જાણીતા માયકોટોક્સિન (ફંગલ ટોક્સિન્સ) જેમ કે મોલ્ડ અને ફ્લાય એગારિક્સમાંથી એક્ટીન ફિલામેન્ટ મેટાબોલિઝમને અવરોધે છે. કોલચીસિન, નું ઝેર પાનખર ક્રોકસ, અને ટેક્સોલ, જે યૂ વૃક્ષોમાંથી કાઢવામાં આવે છે, ખાસ કરીને ગાંઠ માટે વપરાય છે ઉપચાર. તેઓ માઇક્રોટ્યુબ્યુલ મેટાબોલિઝમમાં દખલ કરે છે.