Microfilamenti vs. microtubuli

Microfilamenti e microtubuli sono componenti chiave del citoscheletro nelle cellule eucariotiche. Un citoscheletro fornisce struttura alla cellula e si collega a ogni parte della membrana cellulare e ad ogni organello. Microtubuli e microfilamenti insieme consentono alla cellula di mantenere la sua forma e di muovere se stessa e i suoi organelli.

Tabella di confronto

Tabella di confronto tra microfilamenti e microtubuli
Microfilamenti I microtubuli
StrutturaDoppia elicaReticolo elicoidale
Taglia7 nm di diametro20-25 nm di diametro
ComposizionePrevalentemente composto da proteina contrattile chiamata actina.Composto da subunità di tubulina proteica. Queste subunità sono definite come alfa e beta.
ForzaFlessibile e relativamente forte. Resistere alla deformazione dovuta alle forze di compressione e alla frattura del filamento da parte delle forze di trazione.Rigido e resistente alle forze di flessione.
FunzioneI micro-filamenti sono più piccoli e più sottili e aiutano principalmente le cellule a muoversiI microtubuli hanno una forma simile ma sono più grandi e aiutano con funzioni cellulari come la mitosi e varie funzioni di trasporto cellulare.

Doppia colorazione a fluorescenza di un fibroblasto. Rosso: Vinculin; e Green: Actin, la singola subunità del microfilamento.

Formazione e struttura

Microtubuli costruiti con alfa e beta tubulina

Struttura dei microtubuli

Actina, la singola subunità del microfilamento

I microtubuli sono composti da proteine ​​globulari chiamate tubulina. Le molecole di tubulina sono strutture a perline. Formano eterodimeri di alfa e beta tubulina. Un protofilamento è una fila lineare di dimeri di tubulina. 12-17 protofilamenti si associano lateralmente per formare un reticolo elicoidale regolare.

Formazione di microfilamenti

Le singole subunità di microfilamenti sono note come actina globulare (G-actina). Le subunità G-actina si assemblano in lunghi polimeri filamentosi chiamati F-actina. Due fili paralleli di F-actina devono ruotare di 166 gradi per sovrapporsi correttamente uno sopra l'altro per formare la struttura a doppia elica dei microfilamenti. I microfilamenti misurano circa 7 nm di diametro con un anello dell'elica che si ripete ogni 37 nm.

Ruolo biologico di microtubuli e microfilamenti

Funzioni dei microfilamenti

  • I microfilamenti formano il citoscheletro dinamico, che fornisce supporto strutturale alle cellule e collega l'interno della cellula con l'ambiente circostante per trasmettere informazioni sull'ambiente esterno.
  • I microfilamenti forniscono motilità cellulare. ad es. Filopodia, Lamellipodia.
  • Durante la mitosi, gli organelli intracellulari vengono trasportati dalle proteine ​​motorie alle cellule figlie lungo i cavi dell'actina.
  • Nelle cellule muscolari, i filamenti di actina sono allineati e le proteine ​​della miosina generano forze sui filamenti per supportare la contrazione muscolare.
  • Nelle cellule non muscolari, i filamenti di actina formano un sistema di binari per il trasporto di merci alimentato da miosine non convenzionali come la miosina V e VI. I miosini non convenzionali utilizzano l'energia dell'idrolisi dell'ATP per trasportare merci (come vescicole e organelli) a velocità molto più elevate della diffusione.

Funzioni dei microtubuli

  • I microtubuli determinano la struttura cellulare.
  • I microtubuli formano l'apparato mandrino per dividere il cromosoma direttamente durante la divisione cellulare (mitosi).
  • I microtubuli forniscono un meccanismo di trasporto per le vescicole contenenti materiali essenziali per il resto della cellula.
  • Formano un nucleo interno rigido che viene utilizzato dalle proteine ​​motorie associate ai microtubuli (MAP) come Kinesin e Dyenin per generare forza e movimento in strutture mobili come ciglia e flagelli. Un nucleo di microtubuli nel cono di crescita neurale e nell'assone impartisce anche stabilità e guida la navigazione e la guida neurali.

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