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Struttura e Organizzazione di actina filamenti La principale proteina del citoscheletro della maggior parte delle cellule è actina. che polimerizza per formare filamenti di actina e # x02014;, fibre flessibili sottili di circa 7 nm di diametro e fino a diversi micrometri di lunghezza (Figura 11.1). All'interno della cellula, filamenti di actina (chiamati anche microfilamenti) sono organizzati in strutture di ordine superiore, formando fasci o reti tridimensionali con le proprietà del gel semisolido. Il montaggio e lo smontaggio di filamenti di actina, la reticolazione in fasci e reti, e la loro associazione con altre strutture cellulari (come la membrana plasmatica) sono regolati da una varietà di proteine actina vincolante. quali sono i componenti critici del citoscheletro di actina. I filamenti di actina sono particolarmente abbondanti sotto la membrana plasmatica, dove formano una rete che fornisce supporto meccanico, determina la forma delle cellule, e consente lo spostamento della superficie cellulare, permettendo così alle cellule di migrare, fagocitare particelle, e dividere. filamenti di actina. Microscopio elettronico di filamenti di actina. (Per gentile concessione di Roger Craig, University of Massachusetts Medical Center.) Montaggio e smontaggio di actina filamenti Actina è stato isolato dalle cellule muscolari, in cui costituisce circa il 20% della proteina cellulare totale, nel 1942. Anche se actina è stato inizialmente pensato per essere univocamente coinvolti nella contrazione muscolare, è ormai noto per essere una proteina estremamente abbondante (in genere da 5 a 10% delle proteine totali) in tutti i tipi di cellule eucariotiche. I lieviti hanno solo un singolo gene actina. ma eucarioti superiori hanno diversi tipi distinti di actina, che sono codificati da diversi membri della famiglia del gene actina. I mammiferi, per esempio, hanno almeno sei distinti geni di actina: Quattro sono espressi in diversi tipi di muscoli e due sono espressi in cellule non muscolari. Tutti i actine, tuttavia, sono molto simili in sequenza aminoacidica e sono stati altamente conservati attraverso l'evoluzione degli eucarioti. Lievito actina, per esempio, è del 90% identica sequenza aminoacidica alle actine di cellule di mammifero. Le strutture tridimensionali di entrambe le molecole di actina e filamenti di actina individuale sono stati determinati nel 1990 da Kenneth Holmes, Wolfgang Kabsch, e dei loro colleghi. Singole molecole di actina sono proteine globulari di 375 aminoacidi (43 KD). Ogni monomero di actina (globulare [G] actina) ha siti che mediano testa-coda interazioni con altri due monomeri di actina stretto legame, in modo da monomeri di actina polimerizzare per formare filamenti (filamentosa [F] actina) (Figura 11.2). Ogni monomero viene ruotato di 166 o nei filamenti, che hanno quindi l'aspetto di una elica a doppio filamento. Poiché tutti i monomeri di actina sono orientati nella stessa direzione, filamenti di actina hanno una polarità diversa e le loro estremità (chiamato positivo e negativo) sono distinguibili l'uno dall'altro. Questa polarità dei filamenti di actina è importante sia nel loro assemblaggio e nel definire una direzione unica di miosina movimento relativo di actina, come discusso più avanti nel capitolo. Assemblaggio e la struttura di filamenti di actina. (A) monomeri di actina (G) actina polimerizzano per formare filamenti di actina (F actina). Il primo passo è la formazione di dimeri e trimeri, che poi crescono con l'aggiunta di monomeri ad entrambe le estremità. (B) Struttura di un (altro). L'assemblaggio dei filamenti di actina può essere studiata in vitro dalla regolazione della forza ionica della soluzione di actina. Nelle soluzioni di bassa forza ionica, i filamenti di actina depolimerizzano ai monomeri. Actina poi polimerizza spontaneamente se la forza ionica è aumentato a livelli fisiologici. Il primo passo nella polimerizzazione actina (chiamato nucleazione) è la formazione di una piccola dell'aggregato composto di tre monomeri di actina. I filamenti di actina sono quindi in grado di crescere con l'aggiunta di monomeri reversibili ad entrambe le estremità, ma una estremità (l'estremità più) si allunga cinque a dieci volte più veloce rispetto alla fine meno. I monomeri di actina si legano anche l'ATP, che viene idrolizzato ad ADP dopo il montaggio del filamento. Anche se l'ATP non è richiesto per la polimerizzazione, i monomeri di actina a cui è destinata l'ATP polimerizzarli più facilmente di quelli a cui è legato ADP. Come discusso in seguito, di legame ATP e l'idrolisi svolgere un ruolo chiave nella regolazione del montaggio e comportamento dinamico di filamenti di actina. Perché polimerizzazione è reversibile, filamenti possono depolimerizzano dalla dissociazione di actina subunità, permettendo filamenti di actina essere ripartiti in caso di necessità (Figura 11.3). Pertanto, esiste un equilibrio apparente tra monomeri di actina e filamenti, che è dipendente dalla concentrazione di monomeri liberi. La velocità con cui i monomeri di actina sono incorporati in filamenti è proporzionale alla loro concentrazione, per cui vi è una concentrazione critica di monomeri di actina in cui la velocità della polimerizzazione in filamenti è uguale al tasso di dissociazione. A questa concentrazione critica, monomeri e filamenti sono in equilibrio apparente. polimerizzazione reversibile di monomeri di actina. polimerizzazione actina è un processo reversibile, in cui i monomeri sia associato con e dissociare dalle estremità dei filamenti di actina. Il tasso di subunità di dissociazione (k off) è indipendente dalla concentrazione monomero, (più.) Come osservato in precedenza, le due estremità di un filamento di actina crescono a velocità diverse, con monomeri vengono aggiunti alla fine rapida crescita (l'estremità più) cinque a dieci volte più veloce rispetto alla (meno) end crescita lenta. Poiché ATP-actina dissocia meno facilmente rispetto ADP-actina, questo si traduce in una differenza nella concentrazione critica di monomeri necessari per polimerizzazione alle due estremità. Questa differenza può causare il fenomeno noto come treadmilling. che illustra il comportamento dinamico di filamenti di actina (Figura 11.4). Per il sistema sia in uno stato stazionario generale, la concentrazione di monomeri di actina liberi deve essere intermedia fra le concentrazioni critici necessari per la polimerizzazione i poli positivo e negativo dei filamenti di actina. In queste condizioni, vi è una perdita netta di monomeri dall'estremità meno, che è bilanciata da un incremento netto alla fine plus. Treadmilling richiede ATP, con polimerizzazione ATP-actina alla più fine di filamenti, mentre ADP-actina dissocia dalla fine meno. Anche se il ruolo del treadmilling nella cella non è chiara, può riflettere l'assemblaggio dinamico e lo smontaggio dei filamenti di actina necessarie per le cellule di muoversi e cambiare forma. Treadmilling. Il meno finisce crescere meno rapidamente rispetto alle più estremità dei filamenti di actina. Questa differenza nel tasso di crescita si riflette in una differenza nella concentrazione critica per l'aggiunta di monomeri alle due estremità del filamento. Actina legata al sistema ATP (più.) È interessante notare che molti farmaci utili in atto biologia delle cellule legandosi ai actina e che ne alterino la polimerizzazione. Ad esempio, i citocalasine legano ai più estremità dei filamenti di actina e bloccare il loro allungamento. Ciò si traduce in cambiamenti nella forma cellulare come pure l'inibizione di alcuni tipi di movimenti di cellule (ad esempio la divisione cellulare dopo mitosi), indicando che la polimerizzazione di actina è richiesto per questi processi. Un altro farmaco, falloidina. si lega strettamente a filamenti di actina e impedisce loro di dissociazione in singole molecole di actina. Phalloidin marcato con un colorante fluorescente viene spesso utilizzato per visualizzare i filamenti di actina al microscopio a fluorescenza. All'interno della cellula, sia il montaggio e lo smontaggio di filamenti di actina sono regolate da proteine actina-di legame (Figura 11.5). Il turnover di filamenti di actina è circa 100 volte più veloce nella cellula piuttosto che in vitro. e questo rapido giro d'affari di actina svolge un ruolo critico in una varietà di movimenti cellulari. La proteina chiave responsabile per lo smontaggio actina filamento all'interno della cellula è cofilina. che si lega al filamenti di actina e aumenta il tasso di dissociazione di monomeri di actina dalla fine meno. Inoltre, cofilina può recidere filamenti di actina, generando più estremità e migliorando ulteriormente filamento smontaggio. Effetti di proteine actina-vincolante sul fatturato filamento. Cofilina lega a filamenti di actina e aumenta il tasso di dissociazione di monomeri di actina (legato a ADP) a partire dalla fine meno. Cofilina rimane legato ai monomeri ADP-actina, impedendo il loro rimontaggio (più.) Cofilina si lega preferenzialmente a ADP-actina. così rimane legato ai monomeri di actina seguenti filamento smontaggio e li sequestra in forma ADP-bound, impedendo la loro reintegrazione in filamenti. Tuttavia, un'altra proteina actina-di legame, profilin. può invertire questo effetto di cofilina e stimolare l'incorporazione di monomeri di actina in filamenti. Profilin agisce stimolando lo scambio di ADP legato per ATP, con conseguente formazione di ATP-actina monomeri, che dissociano dalla cofilina e sono quindi disponibili per il montaggio in filamenti. Altre proteine (Arp2 / 3 proteine) possono servire come siti di nucleazione per iniziare l'assemblaggio di nuovi filamenti, così cofilin, profilin, e le Arp2 / 3 proteine (così come altre proteine actina vincolante) possono agire insieme per promuovere il rapido turnover di actina filamenti e rimodellamento del citoscheletro actina che è richiesta per una varietà di movimenti cellulari e cambiamenti nella forma delle cellule. Come ci si potrebbe aspettare, le attività di cofilina, profilin, e Arp2 / 3 proteine sono controllati da una varietà di meccanismi di segnalazione cellulare (discusse nel Capitolo 13), che consente la polimerizzazione di essere opportunamente regolata in risposta a stimoli ambientali. Organizzazione di actina filamenti I singoli filamenti di actina sono assemblati in due tipi generali di strutture, detti fasci di actina e reti di actina. che svolgono ruoli diversi nella cella (Figura 11.6). In fasci, i filamenti di actina sono reticolati in array paralleli fitte. Nelle reti, i filamenti di actina sono vagamente reticolati in array ortogonali che formano Trame tridimensionali con le proprietà del gel semisolido. La formazione di queste strutture è governato da una varietà di proteine actina vincolante che reticolano filamenti di actina in modelli distinti. fasci di actina e reti. (A) al microscopio elettronico di fasci di actina (frecce) sporgenti dalla rete actina (frecce) sottostante la membrana plasmatica di un macrofago. Le proiezioni della superficie delle cellule supporto fasci chiamati microspikes o filopodi (vedi (più.) Tutto il actina - di legame proteine coinvolte nella reticolazione contengono almeno due domini che legano l'actina, permettendo loro di legare e crosslink due diversi filamenti di actina. La natura dell'associazione tra questi filamenti viene quindi determinata dalla dimensione e la forma delle proteine di reticolazione (si veda la Figura 11.6). Le proteine che reticolano filamenti di actina in fasci (chiamati proteine actina-bundling) di solito sono piccole proteine rigidi che costringono i filamenti di allineare strettamente tra di loro. Al contrario, le proteine che organizzano filamenti di actina in reti tendono ad essere grandi proteine flessibili che possono Crosslink filamenti perpendicolari. Queste proteine actina-reticolazione sembrano essere proteine modulari composti da unità strutturali correlati. In particolare, i domini actina vincolante di molte di queste proteine sono simili nella struttura. Essi sono separati da sequenze distanziatori che variano in lunghezza e flessibilità, e sono queste differenze nelle sequenze distanziatori che sono responsabili per le proprietà di reticolazione distinte di diverse proteine actina vincolante. Ci sono due strutturalmente e funzionalmente distinti tipi di fasci di actina, che coinvolgono diverse proteine actina-bundling (Figura 11.7). Il primo tipo di pacchetto, contenente filamenti di actina ravvicinate allineate in parallelo, supporta proiezioni della membrana plasmatica. come microvilli (vedi figure 11.15 e 11.16). In questi fasci, tutti i filamenti hanno la stessa polarità, con la loro estremità più adiacente alla membrana plasmatica. Un esempio di una proteina bundling coinvolta nella formazione di queste strutture è fimbrin. che è stato isolato da microvilli intestinali e successivamente trovato in rilievi superficiali di un'ampia varietà di tipi cellulari. Fimbrin è una proteina 68-KD, che contiene due domini actina-vincolante adiacenti. Si lega a filamenti di actina come monomero, tenendo due filamenti paralleli vicini. Actina-bundling proteine. filamenti di actina sono associati in due tipi di fasci di diverse proteine actina-bundling. Fimbrin ha due domini actina-vincolante adiacenti (ABD) e reticola filamenti di actina in fitte fasci paralleli in cui il (più.) Microscopio elettronico di microvilli. Microvilli (frecce) delle cellule epiteliali intestinali sono proiezioni fingerlike della membrana plasmatica. Essi sono supportati da fasci di actina ancorate in una regione densa della corteccia chiamato terminale Web. (Fred E. (più.) Organizzazione di microvilli. I filamenti di actina nucleo di microvilli sono reticolati in fasci molto attentamente confezionati da fimbrin e Villin. Essi sono attaccati alla membrana plasmatica lungo la loro lunghezza da bracci laterali, costituito da miosina I e calmodulina. Più. ) Il secondo tipo di fascio actina è composto da filamenti che sono più distanziate liberamente e sono in grado di contrazione, quali i fasci di actina dell'anello contrattile che divide le cellule in due successive mitosi. La struttura più flessibile di questi pacchetti (che sono chiamati fasci contrattili) riflette le proprietà della proteina reticolazione & # x003b1; - actinin. In contrasto fimbrin, e # x003b1; - actinin lega ad actina come dimero, ciascuna subunità che è una proteina di 102 kd contenente un singolo sito di actina vincolante. Filamenti reticolati da & # x003b1; - actinin sono quindi separati da una distanza maggiore di quelli reticolati da fimbrin (40 nm parte invece di 14 nm). L'aumento della distanza tra i filamenti permette alla miosina proteine del motore di interagire con i filamenti di actina in questi bundle, che (come discusso più avanti) permette loro di contrarsi. I filamenti di actina nelle reti sono tenuti insieme da grandi proteine actina-vincolante. come ad esempio filamin (Figura 11.8). Filamin (chiamato anche proteine actina-vincolante o ABP-280) si lega actina come un dimero di due subunità 280-KD. I domini actina-vincolante e domini di dimerizzazione sono agli estremi opposti di ciascuna subunità, in modo che il dimero filamina è una molecola a forma di V flessibile con i domini actina-di legame alle estremità di ogni braccio. Come risultato, filamin forma legami incrociati tra filamenti di actina ortogonali, creando un sciolto reticolo tridimensionale. Come discusso nella sezione successiva, tali reti di filamenti di actina alla base della membrana plasmatica e supportano la superficie della cellula. reti actina e filamin. Filamin è un dimero di due grandi (280-KD) subunità, formando una molecola a forma di V flessibile che reticola filamenti di actina in reti ortogonali. Il dominio di dimerizzazione carbossi-terminale è separato dal ammino-terminale (più.) Associazione di actina filamenti con la membrana plasmatica I filamenti di actina sono altamente concentrati alla periferia della cellula, dove formano una rete tridimensionale di sotto della membrana plasmatica (vedi Figura 11.6). Questa rete di filamenti di actina e proteine actina-binding associati (chiamate cellule della corteccia) determina la forma delle cellule ed è coinvolto in una serie di attività di superficie cellulare, tra cui il movimento. L'associazione del citoscheletro actina con la membrana plasmatica è quindi centrale struttura cellulare e funzione. I globuli rossi (eritrociti) si sono rivelate particolarmente utili per gli studi sia della membrana plasmatica (discussa nel prossimo capitolo) e il citoscheletro corticale. Il vantaggio principale di globuli rossi per questi studi è che essi contengono nucleo o organelli interni, quindi la loro membrana plasmatica e proteine associate possono essere facilmente isolati senza contaminazione dalle varie membrane interne che sono abbondanti in altri tipi di cellule. Inoltre, eritrociti umani mancano di altri componenti del citoscheletro (microtubuli e filamenti intermedi), in modo che il citoscheletro corticale è il determinante principale della loro forma particolare, come i dischi biconcave (Figura 11.9). Morfologia dei globuli rossi. Scansione al microscopio elettronico dei globuli rossi che illustrano la loro forma biconcava. (Omikron / Photo Researchers, Inc.) La principale proteina che costituisce la base strutturale per il citoscheletro corticale negli eritrociti è l'actina - di legame spettrina proteine. che è legato alla filamin (Figura 11.10). Eritrociti spettrina è un tetramero costituito da due catene polipeptidiche distinti, chiamato & # x003b1; e & # x003b2 ;, con pesi molecolari di 240 e 220, rispettivamente kd. Il & # x003b2; catena ha un unico dominio di legame actina-al suo capolinea amino. Il & # x003b1; e & # x003b2; catene associano lateralmente a formare dimeri, che poi si uniscono testa a testa per formare tetrameri con due domini actina-vincolante separati da circa 200 nm. Le estremità dei tetrameri spettrina poi associano con brevi filamenti di actina, conseguente alla rete spectrin-actina che forma il citoscheletro corticale dei globuli rossi (Figura 11.11). L'importante collegamento tra la rete spectrin-actina e la membrana plasmatica è provvisto da un ankyrin proteina chiamata. che si lega sia al spectrin e al dominio citoplasmatica di una proteina transmembrana abbondante chiamata banda 3. Un ulteriore collegamento tra la rete spectrin-actina e la membrana plasmatica è fornito da proteine 4.1, che si lega alla giunzioni spectrin-actina, nonché il riconoscimento del citoplasmatica dominio di glicoforina (un'altra proteina transmembrana abbondanti). Struttura di spettrina. Spettrina è un tetramero costituito da due & # x003b1; e due & # x003b2; Catene. Ogni & # x003b2; catena ha un unico dominio di legame actina-(ABD) al suo capolinea amino. Entrambi & # x003b1; e & # x003b2; catene contengono più ripetizioni di & # x003b1; - helical (più.) Associazione del citoscheletro corticale eritrociti con la membrana plasmatica. La membrana plasmatica è associata a una rete di tetrameri spettrina reticolati da brevi filamenti di actina in associazione con proteine 4.1. La rete spectrin-actina è legata (più.) Altri tipi di cellule contengono collegamenti tra il citoscheletro corticale e la membrana plasmatica che sono simili a quelli osservati nei globuli rossi. Le proteine legate alla spettrina (spettrina nonerythroid è anche chiamato fodrin), ankyrin e proteine 4.1 sono espressi in una vasta gamma di tipi di cellule, se soddisfano funzioni analoghe a quelle descritte per eritrociti. Ad esempio, una famiglia di proteine legate alla proteina 4.1 (le proteine ERM) filamenti di collegamento actina alle membrane plasmatiche di molti diversi tipi di cellule e del filamina proteina spectrin legati (vedi Figura 11.8) costituisce un importante collegamento tra filamenti di actina e la membrana plasmatica delle piastrine del sangue. Un altro membro di questo gruppo di proteine spettrina relativo è distrofina. che è di particolare interesse perché è il prodotto del gene responsabile per due tipi di distrofia muscolare di Duchenne (e di Becker). Queste malattie ereditarie X-linked determinano un progressivo degenerazione dei muscoli scheletrici, e pazienti con la forma più grave della malattia (la distrofia muscolare di Duchenne) di solito muoiono nei loro adolescenti o ventenni. clonazione molecolare del gene responsabile di questa malattia ha rivelato che codifica per una proteina di grandi dimensioni (427 kd) che è o assente o anormale nei pazienti con Duchenne di o la distrofia muscolare di Becker, rispettivamente. La sequenza di distrofina ha inoltre indicato che è legato alla spettrina, con un singolo dominio di legame actina-al suo capolinea amino e un dominio di membrana vincolante al suo capolinea carbossi. Come spettrina, distrofina forma dimeri che collegano i filamenti di actina di proteine transmembrana della membrana plasmatica delle cellule muscolari. Queste proteine transmembrana a loro volta collegano il citoscheletro alla matrice extracellulare. che svolge un ruolo importante nel mantenimento della stabilità delle cellule durante la contrazione muscolare. In contrasto con la superficie uniforme dei globuli rossi, la maggior parte delle cellule hanno regioni specializzate della membrana plasmatica che formano contatti con celle adiacenti, componenti del tessuto, o altre superfici (come la superficie di un piatto di coltura). Queste regioni servono anche come siti di collegamento per fasci di filamenti di actina che ancorano il citoscheletro di zone di contatto delle cellule. Questi allegati di filamenti di actina sono particolarmente evidenti nei fibroblasti mantenuti in coltura tissutale (Figura 11.12). Tali colture di fibroblasti secernono proteine della matrice extracellulare (discusse nel Capitolo 12) che si attaccano alla superficie plastica del piatto cultura. I fibroblasti poi attaccano alla piastra di coltura tramite il legame di proteine transmembrana (chiamate integrine) alla matrice extracellulare. I siti di attaccamento sono regioni discrete (chiamate adesioni focali) che servono anche come siti di attacco per i grandi fasci di filamenti di actina chiamati fibre di stress. fibre di stress e adesioni focali. Microscopia a fluorescenza di un fibroblasto umano in cui i filamenti di actina sono state colorate con un colorante fluorescente. fibre di stress si rivelano come fasci di filamenti di actina ancorate in siti di adesione delle cellule al (più.) fibre di stress sono fasci contrattili di filamenti di actina, reticolati da & # x003b1, - actinin, che ancorano la cellula ed esercitano la tensione contro il substrato. Essi sono attaccati alla membrana plasmatica in adesioni focali attraverso interazioni con integrina. Queste associazioni, che sono complessi e non ben compreso, possono essere mediati da diverse altre proteine. compresi Talin e vinculin (Figura 11.13). Ad esempio, sia Talin e & # x003b1; - actinin legano ai domini citoplasmatici di integrine. Talin si lega anche ai vinculin, che a sua volta interagisce con l'actina. Altre proteine che si trovano in adesioni focali possono partecipare anche l'attaccamento di filamenti di actina, e una combinazione di queste interazioni possono essere responsabili per il collegamento di filamenti di actina alla membrana plasmatica. Allegato di fibre di stress alla membrana plasmatica in adesioni focali. adesioni focali sono mediati dal legame delle integrine alle proteine della matrice extracellulare. fibre di stress (fasci di filamenti di actina reticolati da & # x003b1, - actinin) sono poi (più.) Il citoscheletro è simile ancorato alle regioni di contatto cellula-cellula chiamati giunzioni aderenti (Figura 11.14). In fogli di cellule epiteliali. queste giunzioni formano una struttura beltlike continuo (chiamato cinghia adesione) attorno a ciascuna cella in cui un fascio contrattile sottostante di filamenti di actina è legata alla membrana plasmatica. Il contatto tra le cellule a giunzioni aderenti è mediato da proteine transmembrana chiamate cadherins. che sono discussi ulteriormente nel capitolo 12. Le caderine formano un complesso con le proteine citoplasmatiche chiamate catenine. che si associano con i filamenti di actina. Fissaggio dei filamenti di actina per giunzioni aderenti. contatti cellula-cellula agli incroci adherens sono mediati da caderine, che fungono da siti di attacco di fasci di actina. In fogli di cellule epiteliali, queste giunzioni formare un nastro continuo di actina (più.) Sporgenze della superficie cellulare Le superfici di maggior parte delle cellule hanno una varietà di sporgenze o estensioni che sono coinvolti nel movimento cellulare, fagocitosi. o funzioni specializzate come l'assorbimento dei nutrienti. La maggior parte di queste estensioni di superficie cellulare si basano sui filamenti di actina, che sono organizzati in entrambi relativamente permanente o rapidamente riorganizzare fasci o reti. Il meglio caratterizzata di questi actina basati sporgenze della superficie cellulare sono microvilli, estensioni fingerlike della membrana plasmatica che sono particolarmente abbondanti sulle superfici di cellule coinvolte nella assorbimento, come le cellule epiteliali che rivestono l'intestino (Figura 11.15). Il microvilli di queste cellule formano uno strato sulla superficie apicale (chiamato un bordo pennello) che consiste di circa un migliaio microvilli per cellula e aumenta la superficie esposta disponibile per l'assorbimento da 10 a 20 volte. Oltre al loro ruolo nella assorbimento, forme specializzate di microvilli, stereocilia delle cellule ciliate uditive, sono responsabili per l'udito, rilevando vibrazioni sonore. La loro abbondanza e la facilità di isolamento hanno facilitato l'analisi strutturale dettagliata dei microvilli intestinali, che contengono molto attentamente imballati fasci paralleli di 20 a 30 filamenti di actina (Figura 11.16). I filamenti di questi fasci sono reticolati in parte da fimbrin, una proteina actina-bundling (discussa in precedenza) che è presente in rilievi superficiali di una varietà di tipi di cellule. Tuttavia, la principale proteina actina-bundling in microvilli intestinale è villin, una proteina di 95 kd presente in microvilli di pochi tipi specializzati di cellule, come quelle che rivestono i tubuli renali e intestinali. Lungo la loro lunghezza, i fasci di actina di microvilli sono attaccate alla membrana plasmatica bracci laterali costituiti dalla calmodulina proteina legante il calcio in associazione con miosina I, che possono essere coinvolte nel movimento della membrana plasmatica lungo il fascio actina del microvillus. Alla loro base, i fasci di actina sono ancorati in una spectrin - rich regione della corteccia actina chiamato terminale Web, che reticola e stabilizza il microvilli. In contrasto microvilli, molte sporgenze superficiali sono strutture transienti che si formano in risposta a stimoli ambientali. Diversi tipi di queste strutture si estendono dal bordo di una cella in movimento e sono coinvolti nella locomozione cella (Figura 11.17). Pseudopodi sono estensioni di larghezza moderata, a base di filamenti di actina reticolati in una rete tridimensionale, che sono responsabili per la fagocitosi e per il movimento delle amebe su una superficie. Lamellipodi sono ampie estensioni sheetlike alle frontiere dei fibroblasti, che contengono analogamente una rete di filamenti di actina. Molte cellule si estendono anche microspikes o filopodi. sporgenze sottili della membrana plasmatica supportato da fasci di actina. La formazione e la scomparsa di queste strutture è basata sul gruppo regolamentato e smontaggio dei filamenti di actina, come discusso nella sezione seguente. Esempi di proiezioni sulla superficie delle cellule coinvolte nella fagocitosi e movimento. (A) a scansione microscopio elettronico che mostra pseudopodi di un macrofago inghiotte una cellula tumorale durante la fagocitosi. (B) Un'ameba con diversi pseudopodi estesi. (C) un tessuto (di più.) Medicina molecolare: distrofia muscolare e il citoscheletro. Le distrofie muscolari sono un gruppo di malattie ereditarie caratterizzate dalla progressiva perdita di cellule muscolari. La distrofia muscolare di Duchenne (DMD) è la forma più comune e grave, che colpisce (di più.) Previo accordo con l'editore, questo libro è accessibile tramite la funzione di ricerca, ma non possono essere sfogliati. Copyright © 2000, Geoffrey M Cooper.
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