البروتينات الخيطية وأنواعها:
يدعم الهيكل الخلوي الخلية ويشكل شبكة للنقل الحويصلي، وتشكل مصفوفات خيوط البروتين شبكة داخل السيتوبلازم، حيث تحدد هذه الخيوط شكل الخلية وتوفر حركة الخلية ككل أو حركة العضيات من جزء من الخلية إلى جزء آخر، وهناك أربعة أنواع رئيسية من الخيوط التي يتكون منها الهيكل الخلوي:
- أنابيب مجهرية.
- المتوسطة الشعيرات.
- خيوط الأكتين أو الخيوط الدقيقة.
- خيوط الميوسين.
- الأنابيب الدقيقة وهي أكبر خيوط الهيكل الخلوي.
يبلغ قطر الأنابيب الدقيقة حوالي 25 نانومتر، وهي مبنية من مقاييس غير متجانسة من التوبولين، وهو عديد ببتيد كروي يبلغ 50000 دا، ويتم تجميع هذه الثنائيات في خيوط أولية من ثنائيات التوبولين مع (β-tubulin) من واحد متصل بـ (α-tubulin) في التالي، ويتم تجميع الأنابيب الدقيقة من 13 خيوطًا أولية مرتبة في أسطوانة ذات قلب مجوف.
البروتينات المرتبطة بالأنابيب الدقيقة:
يرتبط عدد من البروتينات بالأنابيب الدقيقة (MAPs)، وبعض هذه الـ (MAPs) عبارة عن بروتينات حركية يمكنها السير على طول الأنابيب الدقيقة، اثنين من هذه البروتينات الحركية تسمى كينيسين ودينين، حيث يشكل كينيسين عائلة من البروتينات الحركية تضم حوالي 40 عضوًا.
معظم هذه المحركات موجهة تتحرك على طول الأنابيب الدقيقة نحو النهاية، تضم دينين عائلة من المحركات الموجهة، ويمكن لهذه البروتينات الحركية أن تلتصق بالحويصلات ثم تتحرك على طول الأنابيب الدقيقة وتحمل حويصلاتها على طول، إذ بهذه الطريقة يمكن أن توفر الأنابيب الدقيقة مسارًا يحدث على طوله النقل داخل الخلايا، وهذا مهم بشكل خاص في الخلايا العصبية التي يجب أن يحدث فيها النقل عبر عملية ضيقة طويلة للخلية.
يمكن أن تشكل الأنابيب الدقيقة أيضًا الجزء الداخلي من الهياكل الأكبر التي تسمى الأهداب، والتي تمتد من الخلية إلى السائل خارج الخلية، حيث تحتوي هذه الأهداب على ترتيب خاص من تسعة أزواج مصفوفة محيطيًا حول اثنين من الأنابيب الدقيقة المركزية.
في هذه الحالة يتم ربط الأنابيب الدقيقة بشكل متقاطع، بحيث يتسبب عمل الدينين في ثني الأهداب، وتحرك الأهداب الملوّحة السائل خارج الخلية بعد الخلية الثابتة، وبهذه الطريقة تتسبب حركة الأهداب في حركة السائل خارج الخلية، في الرئتين تحرك الأهداب المخاط والغبار المحتبس والمواد الغريبة نحو البلعوم، حيث يمكن طردهم.
في قناة فالوب تساعد الأهداب في تحريك البويضة نحو الرحم، وعادة ما يؤدي تنشيط أذرع (dynein) التي تربط اثنين من الأنابيب الدقيقة المعزولة إلى انزلاق الأنابيب الدقيقة أمام بعضها البعض، وفي الأهداب يؤدي ربط البروتينات إلى تحويل هذه الحركة إلى ثني الأهداب.
تشكل الأنابيب الدقيقة أيضًا المغزل الانقسامي أثناء انقسام الخلية، حيث تمتلك جميع الخلايا تقريبًا مركزين موجهين في زوايا قائمة، وهذه تشكل مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة (MTOC) الذي يوفر سقالة لتجميع الأنابيب الدقيقة، ونوع آخر من التوبولين بيتا-توبولين يرتبط بالبروتينات الإضافية ليشكل مركب حلقة بيتا-توبيولين (γ-TuRC) يعمل كموقع تنوي للأنابيب الدقيقة.
يتكون الجسيم المركزي من مركزين محاطين بمصفوفة جسيم مركزي تحتوي على العديد من نسخ (γ-TuRC)، وتوفر الأنابيب الدقيقة التي تنمو من هذا المركب المركزي مسارات لحركة الكروموسوم أثناء انقسام الخلية.
نشأت خيوط الأكتين:
تنشأ خيوط الأكتين من مواقع التنوي عادة في قشرة الخلية، حيث توجد خيوط الأكتين في معظم الخلايا، ولكنها وفيرة بشكل خاص في خلايا العضلات، المونومر هو بروتين كروي يسمى (G-actin) ويبلغ وزنه الجزيئي 41800 دا، ويقوم (G-actin) بلمرة غير تساهمية في خيوط أكتين تسمى (F-actin).
تتكون خيوط الأكتين من خيطين من الجزيئات الكروية الملتوية في حلزون بمسافة تكرار تبلغ حوالي 36 نانومتر، الخيط غير متماثل وله نهايات يمكن تمييزها يمكن اكتشافها من خلال الطريقة التي يتفاعل بها مع الميوسين، وهو بروتين آخر موجود في العديد من أنواع الخلايا، ولكنه وفير بشكل خاص في العضلات.
وبالتالي فإن خيوط الأكتين لها أيضًا نهاية موجبة النهاية المتنامية ونهاية سالبة التنوي أو نهاية البداية، ويبلغ عرض كل خيوط أكتين فردية حوالي 3.5 نانومتر بحيث يبلغ قطر (F-actin) حوالي 7 نانومتر.
تحدد خيوط الأكتين شكل وحركة سطح الخلية بما في ذلك الهياكل مثل الميكروفيلي، وهي امتدادات تشبه الأصابع للخلايا الظهارية التي تبطن الهياكل الداخلية مثل الزغابات المعوية ونبيبات الكلى، ويقوم غشاء هذه الخلايا بتثبيت خيوط الأكتين ويمدها إلى شبكة من عناصر الهيكل الخلوي في الجسم الرئيسي للخلية.
يمكن لبروتينات أخرى أن تربط خيوط أكتين الدقيقة معًا لتشكيل حزم من الخيوط أو شبكات شبيهة بالهلام، وتشمل هذه (α-actinin وfimbrin وvillin) التي تجمع خيوط الأكتين معًا.
