Tarpinės gijos yra būdinga eukariotinių ląstelių struktūra. Jie yra savaime susirenkantys ir atsparūs chemikalams. Tarpinių gijų struktūrą ir funkcijas lemia b altymų molekulėse esančių ryšių charakteristikos. Jie ne tik sudaro ląstelės karkasą, bet ir užtikrina organelių sąveiką.
Bendras aprašymas
Gijos yra gijinės b altymų struktūros, dalyvaujančios citoskeleto konstrukcijoje. Pagal skersmenį jie skirstomi į 3 klases. Tarpinių gijų (IF) vidutinė skerspjūvio vertė yra 7–11 nm. Jie užima tarpinę padėtį tarp Ø5–8 nm mikrofilamentų ir Ø25 nm mikrotubulių, dėl kurių jie gavo savo pavadinimą.
Yra 2 šių struktūrų tipai:
- Laminas. Jie yra šerdyje. Visi gyvūnai turi laminarinius siūlus.
- Citoplazminė. Jie yra citoplazmoje. Yra nematodų, moliuskų, stuburinių gyvūnų. Pastarosiose kai kurių tipų ląstelės gali nebūti (pvz., glijos ląstelėse).
Vieta
Tarpinės gijos yra vienas iš pagrindinių gyvų organizmų, kurių ląstelėse yra branduolių (eukariotų), citoskeleto elementų. Prokariotai taip pat turi šių fibrilinių struktūrų analogų. Jų nėra augalų ląstelėse.
Dauguma gijų yra perinuklearinėje zonoje ir fibrilių ryšuliuose, kurie yra po plazmine membrana ir tęsiasi nuo ląstelių centro iki kraštų. Ypač daug jų yra tose rūšyse, kurios patiria mechaninį įtempimą – raumenyse, epitelyje, taip pat nervų skaidulų ląstelėse.
B altymų tipai
Kaip rodo tyrimai, b altymai, sudarantys tarpinius siūlus, išskiriami priklausomai nuo ląstelių tipo ir jų diferenciacijos stadijos. Tačiau jie visi yra susiję.
Tarpiniai gijų b altymai skirstomi į 4 tipus:
- Keratinai. Jie sudaro polimerus iš dviejų potipių - rūgštinio ir neutralaus. Šių junginių molekulinė masė svyruoja nuo 40 000 iki 70 000 amu. m. Priklausomai nuo audinio š altinio, įvairių heterogeninių keratino formų skaičius gali siekti kelias dešimtis. Pagal izoformą jie skirstomi į 2 grupes – epitelinius (daugiausia) ir raguotus, kurie sudaro gyvūnų plaukus, ragus, nagus ir plunksnas.
- Antrajame tipe yra sujungti 3 b altymų tipai, kurių molekulinė masė beveik tokia pati (45 000–53 000 amu). Tai apima: vimentiną (jungiamąjį audinį, suragėjusias ląsteles,iškloja kraujo ir limfinių kraujagyslių paviršių; kraujo ląstelės) desminas (raumenų audinys); periferinas (periferiniai ir centriniai neuronai); glijos fibrilinis rūgštinis b altymas (labai specifinis smegenų b altymas).
- Neurofilamentiniai b altymai, randami neurituose, cilindriniuose procesuose, pernešančius impulsus tarp nervų ląstelių.
- Branduolinės membranos, kuri yra po branduolio membrana, b altymai. Jie yra visų kitų PF pirmtakai.
Tarpinės gijos gali būti sudarytos iš kelių tipų pirmiau minėtų medžiagų.
Ypatybės
PF charakteristikas lemia šios jų savybės:
- daug polipeptidų molekulių skerspjūvyje;
- stiprios hidrofobinės sąveikos, kurios vaidina svarbų vaidmenį renkant makromolekules susuktos superspiralės pavidalu;
- tetramerų, turinčių didelę elektrostatinę sąveiką, susidarymas.
Dėl to tarpinės gijos įgauna stiprios susuktos lyno savybes – gerai lenkia, bet nenutrūksta. Apdorojus reagentais ir stipriais elektrolitais šios struktūros tirpsta paskutinės, tai yra, joms būdingas didelis cheminis stabilumas. Taigi, visiškai denatūravus b altymų molekules karbamide, gijos gali susiburti savarankiškai. Iš išorės įvesti b altymai greitai integruojami į jau esamą šių junginių struktūrą.
Struktūra
Pagal savo struktūrą tarpiniai siūlai nėra išsišakojępolimerai, galintys ir sudaryti stambiamolekulinius junginius, ir depolimerizuotis. Jų struktūrinis nestabilumas padeda ląstelėms pakeisti formą.
Nepaisant to, kad gijų sudėtis skiriasi priklausomai nuo b altymų tipo, jų struktūra yra tokia pati. Molekulių centre yra alfa spiralė, kuri turi dešinės spiralės formą. Jis susidaro dėl hidrofobinių struktūrų kontaktų. Jo struktūrą sudaro 4 spiraliniai segmentai, atskirti trumpomis nespiralinėmis dalimis.
Alfa spiralės galuose yra neapibrėžtos struktūros domenai. Jie atlieka svarbų vaidmenį gijų surinkime ir sąveikoje su ląstelių organelėmis. Jų dydis ir b altymų seka įvairiose IF rūšyse labai skiriasi.
Statybinis b altymas
Pagrindinė PF statybinė medžiaga yra dimerai – sudėtingos molekulės, sudarytos iš dviejų paprastų. Paprastai juose yra 2 skirtingi b altymai, sujungti lazdelės formos struktūromis.
Citoplazminio tipo gijos susideda iš dimerų, kurie sudaro 1 bloko storio siūlus. Kadangi jie yra lygiagrečiai, bet priešinga kryptimi, poliškumo nėra. Šios dimerinės molekulės vėliau gali sudaryti sudėtingesnes.
Funkcijos
Pagrindinės tarpinių gijų funkcijos yra šios:
- ląstelių ir jų procesų mechaninio stiprumo užtikrinimas;
- prisitaikymas prie stresinių veiksnių;
- dalyvavimaskontaktai, užtikrinantys tvirtą ląstelių (epitelinio ir raumenų audinio) ryšį;
- b altymų ir organelių pasiskirstymas ląstelėse (Golgi aparato, lizosomų, endosomų, branduolių lokalizacija);
- dalyvavimas lipidų pernešime ir signalizavime tarp ląstelių.
PF taip pat turi įtakos mitochondrijų funkcijai. Kaip rodo laboratoriniai eksperimentai su pelėmis, tiems asmenims, kuriems trūksta desmino geno, sutrinka tarpląstelinis šių organelių išsidėstymas, o pačios ląstelės užprogramuotos trumpesniam gyvenimo trukmei. Dėl to sumažėja audinių deguonies suvartojimas.
Kita vertus, tarpinių gijų buvimas prisideda prie mitochondrijų mobilumo sumažėjimo. Jei vimentinas dirbtinai įvedamas į ląstelę, IF tinklas gali būti atkurtas.
Medicinos reikšmė
PF sintezės, kaupimosi ir struktūros pažeidimai sukelia kai kurių patologinių būklių atsiradimą:
- Hialino lašelių susidarymas kepenų ląstelių citoplazmoje. Kitu būdu jie vadinami Mallory kūnais. Šios struktūros yra epitelio tipo IF b altymai. Jie susidaro esant ilgalaikiam alkoholio poveikiui (ūminiam alkoholiniam hepatitui), taip pat pažeidžiant medžiagų apykaitos procesus sergant pirminiu hepatoceliuliniu kepenų vėžiu (pacientams, sergantiems virusiniu hepatitu B ir ciroze), su tulžies stagnacija kepenyse ir tulžies pūslėje. Alkoholinis hialinas pasižymi imunogeninėmis savybėmis, kurios nulemia sisteminės patologijos vystymąsi.
- Kai genai mutuoja,atsakinga už keratinų gamybą, atsiranda paveldima odos liga – epidermolizė bullosa. Tokiu atveju pažeidžiamas išorinio odos sluoksnio prisitvirtinimas prie bazinės membranos, atskiriančios ją nuo jungiamojo audinio. Dėl to susidaro erozija ir burbuliukai. Oda tampa labai jautri mažiausiems mechaniniams pažeidimams.
- Senatvinių plokštelių ir neurofibrilinių raizginių susidarymas smegenų ląstelėse sergant Alzheimerio liga.
- Kai kurios kardiomiopatijos rūšys, susijusios su per dideliu PF kaupimu.
Tikimės, kad mūsų straipsnis atsakė į visus jūsų klausimus.
