Sitoskelet

Agar kimdir kechasi sezdirmay sizning skeletingizni oʻgʻirlasa nima boʻladi? Biologik til bilan aytganda, bunday boʻlishi mumkin emas. Ammo agar bu qandaydir tarzda roʻy bergan boʻlsa, skeletning yoʻqolishi tanangiz tuzilishining oʻzgarishiga olib keladi. Tashqi koʻrinishingiz oʻzgaradi, baʼzi ichki aʼzolaringiz joyidan qimirlay boshlaydi va yurish, gaplashish yoki harakatlanish sizga juda qiyin tuyulishi mumkin.

Qizigʻi, xuddi shu jarayon hujayraga ham tegishli. Biz koʻpincha hujayralarni yumshoq, strukturaga ega boʻlmagan pufakchalar deb oʻylaymiz. Aslida esa ular bizning tanamiz singari juda murakkab tuzilgan. Ular sitoskelet (soʻzma-soʻz “hujayra skeleti”) deb ataluvchi filamentlar tarmogʻiga ega. Sitoskelet plazmatik membranani mustahkamlab, hujayraga umumiy shakl berish bilan birga organellalarning toʻgʻri joylashishiga yordam beradi, pufakchalarni tashish yoʻllarini taʼminlaydi va koʻpgina hujayra turlarida hujayraning harakatlanishiga imkon beradi.

Eukariotlarda sitoskelet tarkibidagi oqsil tolalarining uch turi mavjud: mikrofilamentlar, oraliq filamentlar va mikronaychalar. Biz quyida filamentlarning har bir turini, shuningdek, sitoskelet bilan bogʻliq maxsus tuzilishlarini ham koʻrib chiqamiz.

Sitoskelet tarkibidagi 3 xil oqsil tolalarining eng ingichkasi – mikrofilamentlar. Ularning diametri 7 nm ga teng va ular oʻzaro bogʻlangan aktin deb nomlanuvchi oqsilning koʻplab monomerlaridan iborat boʻlib, qoʻshaloq spiralga oʻxshash strukturani namoyon qiladi. Ular aktin monomerlaridan tarkib topgani sababli mikrofilamentlar aktin filamentlari deb ham nomlanadi. Aktin filamentlarida yoʻnaluvchanlik xususiyati boʻlib, zanjir uchlari struktura jihatidan ikki xil tuzilgan.

Aktin filamentlari hujayrada bir qator muhim vazifalarni bajaradi. Masalan, aktin filamentlari miozin deb nomlanuvchi harakatlantiruvchi oqsillarning harakatlanish yoʻllari boʻlib xizmat qiladi, miozin, shuningdek, filamentlarni hosil qilishi ham mumkin. Aktin miozinga bogʻliqligi tufayli harakat talab qiluvchi bir necha hujayra jarayonlarida ishtirok etadi.

Masalan, hayvon hujayralarining boʻlinishida aktin va miozindan iborat halqalar ikkita yangi qiz hujayralarini vujudga keltirish uchun hujayrani qattiq siqadi. Aktin va miozin mushak hujayralarida ham koʻp boʻlib, ular mushak hujayralarida sarkomerlar deb nomlanuvchi filamentlarning uyushgan tuzilmalarini hosil qiladi. Sarkomerlarning aktin va miozin filamentlari bir-birining yonidan oʻtib ketganda mushaklarimiz qisqaradi.

Aktin filamentlari, shuningdek, tarkibida oqsil boʻlgan vezikulalar va organellalar kabi transport “kargo”larini tashishda hujayra ichidagi magistral yoʻl boʻlib xizmat qilishi mumkin. Ushbu “kargo”larni aktin filament toʻplamlari boʻylab “aylanib yuruvchi” alohida moto-miozinlar tashiydi$^1$start superscript, 1, end superscript.

Aktin filamentlari tezda toʻplanishi va tarqalishi mumkin, bu xususiyat ularni hujayra harakatchanligida (siljish), masalan, odam immun tizimidagi oq qon hujayralarining tarqalishida muhim vazifa bajarishiga imkon beradi.

Eng muhimi, aktin filamentlari hujayrada asosiy tarkibiy oʻrin tutadi. Koʻpgina hayvon hujayralarida aktin filamentlari tarmogʻi hujayraning eng chekkasidagi sitoplazma hududida joylashgan. Bu tarmoq hujayraga shakl va struktura berib, hujayra membranasiga maxsus bogʻlovchi oqsillar yordamida birlashgan.

Oraliq filamentlar bu bir-biriga bogʻlangan bir nechta tolali oqsillar zanjiridan tashkil topgan sitoskelet elementining bir turidir. Oraliq filamentlar nomidan ham koʻrinib turganidek, mikrofilamentlar va mikronaychalar oʻrtasida boʻladi. Oʻrtacha diametri 8 nm dan 10 nm gacha.

Oraliq filamentlar tarkibidagi oqsillarga koʻra bir necha turlarga boʻlinadi. Oraliq filamentlarni hosil qiluvchi oqsillardan biri – keratin. U sochlarda, tirnoqda va terida boʻladigan tolali oqsildir. Misol uchun, siz sochlaringizdagi keratinni silliq qilish xususiyatiga ega boʻlgan shampun reklamasini koʻrgan boʻlsangiz kerak.

Tez oʻsishi va parchalanishi mumkin boʻlgan aktin filamentlaridan farqli oʻlaroq, oraliq filamentlar yanada barqaror boʻlib, hujayra tuzilishida muhim rol oʻynaydi. Ular turgorlikni saqlashga koʻmaklashadi, asosiy ishi hujayra shaklini saqlab turish hamda yadro va boshqa organellalarni joyida ushlab turishdan iboratdir.

Ularning nomi “mikro” boʻlishiga qaramay, mikronaychalar sitoskelet tolalarining eng katta turi boʻlib, diametri taxminan 25 nm atrofida. Mikronaycha nay shaklidagi tubulin oqsillaridan tashkil topgan. Har bir tubulin oqsili 2 ta subbirlikdan iborat: α-tubulin va β-tubulin.

Mikronaychalar aktin filamentlari kabi dinamik tuzilishga ega: ularga tubulin oqsillari qoʻshilishi yoki olinishiga qarab, tezda oʻsishi yoki qisqarishi mumkin. Shuningdek, mikronaychalarda ham aktin filamentlaridagi kabi yoʻnalganlik xususiyati mavjud, yaʼni ularda ham bir-biridan strukturaviy farq qiluvchi ikkita uchlar mavjud. Mikronaychalar siqish kuchlariga qarshi turishga yordam berib, hujayrada muhim tarkibiy rol oʻynaydi.

Strukturaviy jihatdan mustahkamlikni taʼminlash bilan birgalikda mikronaychalar hujayrada turli xil ixtisoslashgan rollarni bajaradi. Masalan, ular hujayra atrofida pufakchalar va boshqa “kargo”larni tashuvchi kinezinlar va dineinlar deb nomlanuvchi moto-oqsillarning harakatlanishi uchun yoʻl ochib beradi.$^4$start superscript, 4, end superscript Hujayra boʻlinishi vaqtida mikronaychalar xromosomalarni ajratadigan, shpindel deb nomlanuvchi strukturani hosil qiladi.

Mikronaychalar uch ixtisoslashgan eukariot hujayra strukturalari: flagella (xivchinlar), siliya (kiprikchalar) va sentrosomalarning asosiy tarkibiy qismidir. Esingizda boʻlsa, bizning doʻstlarimiz boʻlgan prokariotlar ham harakatlanishda xivchinlardan foydalanadi. Faqat adashtirib yubormang: biz hozir muhokama qiladigan eukariot xivchinlar ham xuddi shu vazifani bajarsa-da, struktura jihatidan farq qiladi.

Xivchinlar (lotincha “flagella”) uzun soch tolasiga oʻxshash boʻlib, hujayra yuzasidan tashqariga chiqib turuvchi sperma kabi butun bir hujayrani harakatlantiruvchi strukturalardir. Agar hujayrada xivchinlar boʻlsa, ularning soni odatda bir yoki bir nechta, xolos. Harakatlantiruvchi kiprikchalar (lotincha “cilia”) xivchinlarga oʻxshab ketadi, ammo ularning uzunligi kaltaroq boʻlib, hujayra yuzasida juda koʻp miqdorda uchraydi. Harakatlantiruvchi kiprikchali hujayra toʻqimalarni hosil qilganida kiprikchalar harakati maʼlum bir moddaning toʻqima yuzasi boʻylab harakatlanishiga yordam beradi. Masalan, tanamizning yuqori nafas olish tizimi hujayralaridagi kiprikchalar chang va zarrachalarni burun boʻshligʻiga chiqarishga yordam beradi.

Uzunligi va soni jihatidan farq qilishiga qaramay, xivchin va harakatlantiruvchi kiprikchalar oʻxshash tuzilishga ega. Koʻpgina xivchin va harakatlantiruvchi kiprikchalarda halqa markazida qoʻshimcha ikkita mikronaychalar bilan bir qatorda 9 juft mikronaychalar aylana boʻlib joylashgan. Ushbu joylashuv 9 + 2 tartibi deb nomlanadi. Siz chap tomonda elektron mikroskopda olingan ikkita xivchinning koʻndalang kesimida 9 + 2 tartibi koʻrsatilgan suratni koʻrishingiz mumkin.

Xivchinlar va harakatlantiruvchi kiprikchalarda dineinlar deb nomlanuvchi moto-oqsillar mikronaychalar boʻylab harakatlanib, xivchin yoki kiprikchaning harakatlanishi (tebranib turishi) uchun kuch hosil qiladi. Mikronaycha juftlari va dinein harakati yoʻnalishi oʻrtasidagi strukturaviy bogʻlanishlar moto-oqsillarning harakatlanib, uzluksiz tebranish hosil qilishiga imkon beradi$^{5,6}$start superscript, 5, comma, 6, end superscript.

Yuqoridagi diagrammada yana bir xususiyatni koʻrishingiz mumkin: kiprikcha yoki xivchin asosida bazal tanacha mavjud. Bazal tanacha mikronaychalardan iborat boʻlib, kiprikcha yoki xivchinni yigʻishda muhim rol oʻynaydi. Tuzilish yigʻilgandan soʻng, u qaysi oqsillarning kira olishi yoki chiqishini ham tartibga soladi$^7$start superscript, 7, end superscript.

Aslida bazal tanacha modifikatsiyalangan sentrioladir.$^7$start superscript, 7, end superscript Sentriola bu oqsillar ushlab turuvchi mikronaychalarning toʻqqizta uchtalik silindr shaklidir. Sentriolalar hayvon hujayralarida mikronaychalarni tashkil etuvchi markazlar vazifasini oʻtaydigan sentrosomalar sifatida koʻproq maʼlum. Sentrosoma bir-biriga toʻgʻri burchak ostida joylashgan ikkita sentrioladan iborat boʻlib, mikronaychalar uchun birikish joyi bilan taʼminlovchi “perisentriolyar modda” bilan qoplangan$^8$start superscript, 8, end superscript.

Sentrosoma hujayra boʻlinishidan oldin ikkilanadi va juftlashgan sentrosomalar hujayralarning boʻlinish paytida xromosomalarni ajratib turuvchi mikronaychalarni tashkil etishda muhim rol oʻynaydi. Ammo bu jarayonda sentriolalarning vazifasi aynan nima ekani hanuzgacha maʼlum emas. Hujayralar sentrosomalari olib tashlanganda ham boʻlinaveradi va sentrosomalari boʻlmagan oʻsimlik hujayralari ham yaxshi boʻlinadi.