Цитоскелет клеток

Цитоскелет традиционно делят на три составных части. Одна часть получила название «микрофиламент» («филамент» — нить, «микро» — очень тонкий). Вторая компонента цитоскелета получила название «микротрубочки»: опять же, «микро» — маленький, но на поперечном срезе — трубочки. Если бы их открыли не в 60-е годы, а лет на 30 позже, их бы назвали «нанотрубочками». Они имеют наноразмер: одна микротрубочка имеет диаметр 24 нм. Эти компоненты — длинные полимеры, которые могут легко полимеризоваться и состоят из определенных белков. Микрофиламенты состоят из белка, который называется актин, микротрубочки состоят из белка, называющегося тубулин. Эти белки могут полимеризоваться и вытягиваться в нити. Нити могут образовывать пучки, могут укорачиваться и удлиняться, надстраиваться, и они все время делают это в клетках. То есть цитоскелет клетки — это не аналог наших костей, он живет своей жизнью, и это скорее аналог нашей кровеносной системы.

С одной стороны, цитоскелет обеспечивает возможность клетки принимать разную форму. Полимеризующиеся пучки микрофиламентов выталкивают из клеток новые отростки. С другой стороны, цитоскелет обеспечивает внутриклеточный транспорт. В клетке синтезируются молекулы белка, которые должны куда-то попасть. Как они могут попасть из пункта А в пункт Б? Простейший вариант — диффузия. Диффузия — это очень эффективный процесс при малых расстояниях. В отличие от направленного транспорта диффузия происходит гораздо медленнее. Стандартный пример: если дама хочет удивить своих близких, она покупает Chanel № 5 и приходит на званый вечер с соответствующим запахом. Но если зал большой, то в противоположном конце зала никто не узнает, какими духами она пользовалась, потому что молекулы духов будут очень долго диффундировать через это пространство. Если она хочет, чтобы ее аромат восприняли, ей нужно пройти через весь зал, и тогда там будет этот аромат. Аналогичную проблему вынуждены решать клетки. Для этого и существует цитоскелет.

Цитоскелет — это специальная, очень динамичная система внутри клетки, которая обеспечивает клетке анизотропию. Транспорт вдоль одних направлений может быть гораздо лучше, чем вдоль других. Хочу подчеркнуть, что цитоскелет в растительных клетках устроен практически так же, как и в клетках животных. Для того чтобы волокна древесины становились длинными волокнами и состояли из длинных клеток, внутри этих клеток цитоскелет обеспечивает клеточный транспорт, чрезвычайно быстрый и очень эффективный. Поэтому, если коротко ответить на вопрос о том, зачем нам нужен цитоскелет, ответ состоит в том, чтобы клетки могли быть большими и могли иметь сложную форму.