IV. TẾ BÀO EUKARYOTE
4.10Bộ xương tế bào (cytoskeleton)
Bộ xương tế bào là mạng lưới vi sợi, vi ống mở rộng khắp nguyên sinh chất (cytoplasm) và có vai trò chính trong tổ chức cấu trúc và hoạt động của tế bào.
Chức năng:
Bộ xương tế bào có chức năng nâng đỡ và duy trì hình dạng của tế bào. Kiến trúc của bộ xương chắc chắn và đàn hồi cao; bộ xương cung cấp điểm tự cho các bào quan và rất linh động do có thể bị phân hủy và tái thiết lập.
Bộ xương tế bào liên quan đến các dạng vận động của tế bào. Sự chuyển động đó đòi hỏi sự tương tác giữa bộ xương và các protein vận động (motor) chẳng hạn như các bóng vận chuyển trên các đường ray (monorail) từ bộ xương; co cơ…
Bộ xương cũng tham gia vào điều hòa hoạt động sinh hóa của tế bào. Bộ xương có thể chuyển lực cơ học từ bề mặt tế bào vào bên trong và đến nhân. Trong thí nghiệm, người ta kéo protein của màng sinh chất liên kết với bộ xương. Một video hiển vi cho thấy có sự sắp xếp lại nhân và các tổ chức khác của hạch nhân (nucleoli).
Bộ xương tế bào được cấu trúc bởi: vi ống (microtubule), vi sợi (microfilament) và vi sợi trung gian (intermediate filament).
Vi ống
Vi ống được tìm thấy ở tất cả eukaryote, là những ống thẳng rỗng ở giữa dài khoảng 200nm -25µm, đường kính khoảng 25nn.
Vách vi ống được cấu trúc bởi protein hình cầu (globular protein) gọi là tubulin. Mỗi tubulin có hai thành phần: alpha và beta tubulin. Các thành phần của tubulin có thể tách rời và tái sử dụng.
Vi ống cũng có thể tập hợp thành lông, roi, các vi ống thần kinh của sợi trục (axon), thoi phân bào.
Hình 2.35: cấu trúc của tubulin
Vi ống có vai trò:
Kéo nhiễm sắc thể về hai cực, nhờ các vi ống của thoi vô sắc.
Vận chuyển các bào quan từ nơi này đến nơi khác: chuyển động của ti thể, bóng màng xuất nhập bào (hình 2.51 và 2.52).
Duy trì hình dạng tế bào: do sự sắp xếp đặc trưng của vi ống (biệt hóa tế bào)
Vi sợi
Vi sợi đường kính khoảng 7 nm, cấu trúc bởi hai sợi actin xoắn lại, được tìm thấy trong tất cả eukaryote. Vi sợi dạng này phân bố khắp cytoplasm nhưng thường tập trung sát ngay màng sinh chất. Cấu trúc của chúng chịu lực căng (tension forces). Các vi sợi tương tác với các protein khác tạo thành mạng lưới có vai trò nâng đỡ và duy trì hình dạng tế bào. Ở tế bào động vật chuyên hóa cho vận chuyển các chất, các bó microfilament làm thành lõi của lông tơ làm tăng diện tích bề mặt tế bào.
Dạng vi sợi dày hơn là myosin tương tác với actin có vai trò trong vận động của tế bào. Sự co cơ là kết quả của việc trượt lên nhau của actin và myosin làm tế bào ngắn lại. Sự tương
tác của actin và myosin trong tế bào động vật đang phân chia hình thành rãnh phân cắt chia tế bào mẹ thành hai tế bào con.
Hình 2.36 (7.27): Microfilament and mobility
Vi sợi trung gian
Vi sợi trung gian phổ biến trong eukaryote có đường kính 8-12nm. Các sợi này chuyên biệt cho việc chịu lực căng và rất đa dạng. Sợi trung gian là thành phần cố định của tế bào và có vai trò trong việc đảm bảo hình dạng tế bào. Khi xử lý loại bỏ microtube và microfilament, tế bào vẫn giữa nguyên hình dạng. Như vậy, mạng lưới các sợi trung gian đảm bảo hình dạng nguyên thủy của tế bào.