Hücre iskeleti nedir, ne işe yarar, nerede bulunur? Hücre iskeletinin görevi nedir? Hücre iskeletini oluşturan yapılar ve özellikleri.
Hücre İskeleti
Hücre iskeleti, tüm hücrelerin sitoplazmasında bulunan, hücre çekirdeğinden hücre zarına uzanan ve protein filamentlerini birbirine bağlayan kompleks ve dinamik bir ağıdır. Tüm hücrelerde bulunur, ancak yapıldığı proteinler organizmalar arasında değişiklik gösterir. Hücre iskeleti hücreyi destekler, ona şekil verir, organelleri düzenler ve bağlar ve molekül nakli, hücre bölünmesi ve hücre sinyallemesinde rol oynar.
Hücre İskeletinin Yapısı
Tüm hücrelerin bir hücre iskeleti vardır, ancak genellikle ökaryotik hücrelerin hücre iskeleti, hücre iskeleti tartışılırken kastedilen şeydir. Ökaryotik hücreler, bir çekirdeği ve organelleri olan karmaşık hücrelerdir. Bitkiler, hayvanlar, mantarlar ve protistler ökaryotik hücrelere sahiptir. Prokaryotik hücreler daha az karmaşıktır, ribozomlar dışında gerçek çekirdek veya organel içermezler ve tek hücreli organizmalar bakteri ve arkelerde bulunurlar. Başlangıçta prokaryotik hücrelerin hücre iskeletinin var olmadığı düşünülüyordu; 1990’ların başında keşfedildi.
Ökaryotik hücre iskeleti, uzatılmış protein zincirleri olan üç tür filamentten oluşur: mikrofilamentler, ara filamentler ve mikrotübüller.
Mikrofilamentler
Mikrofilamentler, çoğunlukla protein aktininden oluştukları için aktin filamentleri olarak da adlandırılır; yapıları, spiral şeklinde sarılmış iki aktin ipliğidir. Yaklaşık 7 nanometre kalınlığındalar, bu da onları hücre iskeletindeki en ince filamentler yapıyor. Mikrofilamentlerin birçok işlevi vardır. Bir hücrenin sitoplazmasının iki yavru hücreye bölündüğünde bölünmesi olan sitokinezde yardımcı olurlar. Hücre hareketliliğine yardımcı olurlar ve amipler gibi tek hücreli organizmaların hareket etmesine izin verirler. Ayrıca, hücre boyunca sitosolün (sitoplazmanın sıvı kısmı) akışı olan sitoplazmik akışa da katılırlar. Sitoplazmik akış, besinleri ve hücre organellerini taşır. Mikrofilamentler ayrıca kas hücrelerinin bir parçasıdır ve bu hücrelerin miyozinle birlikte kasılmasına izin verir. Aktin ve miyozin, kas kasılma elemanlarının iki ana bileşenidir.
Ara Filamentler
Ara filamanlar yaklaşık 8-12 nm genişliğindedir; mikrofilamentlerin ve mikrotübüllerin boyutları arasında oldukları için ara ürün olarak adlandırılırlar. Ara filamentler, keratin (saç ve tırnaklarda ve ayrıca pullu, boynuzlu veya toynaklı hayvanlarda bulunur), vimentin, desmin ve lamin gibi farklı proteinlerden yapılır. Çekirdekte bulunan ve çekirdeği çevreleyen çekirdek zarını desteklemeye yardımcı olan laminler dışında tüm ara lifler sitoplazmada bulunur. Sitoplazmadaki ara filamentler hücrenin şeklini korur, gerilimi taşır ve hücreye yapısal destek sağlar.
Mikrotübüller
Mikrotübüller, yaklaşık 23 nm’de hücre iskeleti liflerinin en büyüğüdür. Alfa ve beta tübülinden yapılmış içi boş tüplerdir. Mikrotübüller, bir hücreyi ileri doğru iten “kuyruklar” olan flagella gibi yapılar oluşturur. Ayrıca, bir hücrenin yüzey alanını artıran ve bazı durumlarda hücrenin hareket etmesine izin veren uzantılar olan kirpikler (Silia) gibi yapılarda da bulunurlar. Bir hayvan hücresindeki mikrotübüllerin çoğu, bir mikrotübül düzenleme merkezi olan sentrozom adı verilen bir hücre organelinden gelir. Sentrozom, hücrenin ortasına yakın bir yerde bulunur ve mikrotübüller ondan dışarı doğru yayılır. Mikrotübüller, kardeş kromatitleri ayıran iğ ipliklerini oluşturmada önemlidir, böylece hücre bölünmesi sırasında her bir yavru hücreye bir kopya gidebilir. Ayrıca hücre içindeki moleküllerin taşınmasında ve bitki hücrelerinde hücre duvarının oluşumunda rol oynarlar.
Hücre İskeletinin İşlevi
Yukarıda açıklandığı gibi hücre iskeletinin birkaç işlevi vardır. Öncelikle hücre şeklini verir. Bu, şekillerini kalın bir dış katmandan alamayan hayvan hücreleri gibi hücre duvarı olmayan hücrelerde özellikle önemlidir. Ayrıca hücre hareketini de verebilir. Mikrofilamentler ve mikrotübüller, hücrelerin taramasına ve göç etmesine izin vererek parçalanabilir, yeniden birleştirilebilir ve büzüşebilir ve mikrotübüller, hücre hareketine izin veren kirpikler ve flagella gibi yapıların oluşturulmasına yardımcı olur.
Hücre iskeleti, hücreyi düzenler ve hücrenin organellerini yerinde tutar, ancak aynı zamanda organellerin hücre içindeki hareketine de yardımcı olur. Örneğin, endositoz sırasında, bir hücre bir molekülü içine aldığında, mikrofilamentler, yutulmuş parçacıkları içeren vezikülü hücreye çekerler. Benzer şekilde hücre iskeleti, hücre bölünmesi sırasında kromozomların hareket etmesine yardımcı olur.
Hücre iskeleti için bir benzetme, bir binanın çerçevesidir. Bir binanın çerçevesi gibi, hücre iskeleti de hücrenin “çerçevesi” dir, yapıları yerinde tutar, destek sağlar ve hücreye belirli bir şekil verir.
İlgili Biyoloji Terimleri
- Organel – Belirli bir işlevi yerine getiren bir hücre içinde özel bir yapı.
- Sitoplazma – Bir hücrenin çekirdek dışındaki tüm içeriği.
- İğ iplikleri – Hücre bölünmesi sırasında kromozomları ayıran esas olarak mikrotübüllerden oluşan bir yapı.
- Proteinler – Hücre iskeletini oluşturmak da dahil olmak üzere vücutta birçok farklı role sahip amino asitlerden oluşan moleküller.