定義.CytoskeletonDefinitionは細胞骨格の定義、機能、構造および位置です。 細胞骨格とは何ですか？
細胞生物学において、細胞骨格は、細胞質に浸透している繊維状構造のシステムです。 そのため、細胞の内部支持フレームワークを提供する細胞質の部分として記述されることがあります。
構造的な支持を提供することに加えて、細胞物質の移動だけでなく、さまざまな種類の運動（鞭毛のようなさまざまな細胞構造を固定するところ）にも関与している。
以下の3つの成分から構成されています。
- マイクロフィラメント
- マイクロチューブ
- 中間線維
細胞骨格に関する最新の研究成果です。
– 細胞質は神経細胞における情報処理のほか、エネルギー伝達にも関与している。
– アクチンフィラメントの「バーブ」端にある3種類のヌクレオチドの発見により、なぜ片方の端が他よりもずっと速く成長するのかを説明することができました。
* 細胞骨格は細胞の構造的支持を提供するが、それはさまざまな合図（内部および外部の両方）によって調整/調節できるタンパク質フィラメントの動的ネットワークであることは注目に値する。
構造と位置
マイクロフィラメントは細胞骨格の糸状構造で、アクチンモノマー（fアクチン）から構成されている。 ここでは、一般にg-アクチンと呼ばれる球状のg-アクチン単量体が重合して、アクチン重合体（f-アクチン）のフィラメントを形成している。 最終的に、フィラメント（マイクロフィラメント）の各ストランドは、らせん状に巻かれた2本のf-アクチンから構成されています。
マイクロフィラメントのストランドには、両端でフィラメントの制御に貢献する正と負の端もあることが示されています。 マイクロフィラメントの発達に関して、新しいモノマーがプラス端でマイナス端に比べて速い速度で付加される傾向があることも研究により発見されました。
細胞骨格の他の構成要素に比べ、マイクロフィラメントは直径3～5 nmの最も細く/狭い構造である。 しかし、アクチンで構成されているため、マイクロフィラメントは素早く集合し、細胞の適切な機能に貢献する。
通常、マイクロフィラメントは、細胞膜から微絨毛に至る細胞周縁部に存在する（例えば、ペリカンの網／メッシュワークを構成しているペリカンのゾーンで見つけることが可能である）。 細胞骨格の最も細い構成要素であるにもかかわらず、マイクロフィラメントは非常に多様で多用途である。
微小管
細胞骨格の3要素のうち最も大きく、直径15～20 nmの間に存在する。 マイクロフィラメントとは異なり、微小管はチューブリン（kdポリペプチドとαおよびβチューブリンからなるタンパク質）として知られる1種類の球状タンパク質からなる。
好条件下では、細胞内で、チューブリンの異種二量体が集合して線状のプロトフィラメントを形成する。 また、これらのフィラメントが集合して微小管（中空チューブ状のストロー）を形成する。
マイクロフィラメントと同様に、微小管も細胞内で束になって組織化されています。 しかし、いくつかの微小管はその集団の中で成長と短縮のサイクルを繰り返すなど、非常に不安定であることも示されている。
縮小の段階では、ヘテロダイマーサブユニットが管の特定の端から除去され、成長の段階では追加される。 7358>
* 各微小管は、中空コアの周りに配置された約13本の線状プロトフィラメントで構成されている。 7358>
* 微小管の動的不安定性は、βブリンモノマーの重合および脱重合の結果である。 7358>
中間繊維／中間フィラメント（IF）
他の細胞骨格構成要素と異なり、中間フィラメントはポリペプチドの大家族で構成されている。 このため、さまざまな種類の細胞に多種多様な中間フィラメントが存在します。
研究によると、以下の6つの主要なグループに分類される50種類以上の中間フィラメントが存在します：
– タイプ1およびII – ほとんどの上皮細胞に見られる約15種類のタンパク質から構成されています。
– III 型-このグループには、ビメンチンやデスミンなどのタンパク質が含まれる。 7358>
– Type IV – このグループには、神経フィラメントタンパク質や神経細胞で見られるα-インターネキシンなどのタンパク質が含まれています。
– Type V – このグループに属するタンパク質の例は、ラミンです。
– Type VI – 神経細胞に見られるネスティンなど。
* 中間糸形成にかかわる最も普通のタンパク質の1つは、ケラチンです。 これは、皮膚や髪によく見られる繊維状のタンパク質です。
組み立ての際、2本のポリペプチド鎖の中心ロッドドメインは、まず互いに巻き付き、コイル構造（2量体）を形成します。 次に、得られた二量体が集まって四量体を形成し、その両端が集まって（端と端が）プロトフィラメントを形成する。 最終的には、プロトフィラメントが集合して中間フィラメントを形成する。
* 極性を持つ微小管やマイクロフィラメントとは異なり、中間フィラメントは無極性である傾向がある。これは、反平行の4量体からなることが大きな要因である。
サイズに関しては、中間フィラメントは直径8～10nmであることから、「中間フィラメント」と呼ばれている。 7358>
微小管のように動的な不安定性はないものの、中間フィラメントのタンパク質はしばしばリン酸化によって修飾される。 7358>
さまざまな種類の細胞において、中間フィラメントは核の表面から細胞膜まで伸びています。 細胞質内で形成される精巧なネットワークを通じて、これらのフィラメントはまた、その機能に貢献する細胞骨格の他の構成要素と関連する。
機能
異なるタイプの細胞におけるその局在性のために、細胞骨格システムは、細胞の構造の完全性の維持を助ける内部の足場を提供するという役割で知られています。
しかし、細胞の形状を維持する以外にも、細胞骨格は細胞内でいくつかの機能を果たしています。 細胞骨格をよく理解するためには、細胞骨格を構成する3つの成分の機能を見ることが重要です。
マイクロフィラメント（アクチンフィラメント）の機能
一般的に、マイクロフィラメントは細胞の運動構造に分布しています。 したがって、それらは、いくつかの生物の細胞運動に貢献する鞭毛や繊毛のような構造で見つけることができます。
アクチンフィラメントはまた、細胞が基質上を移動することを可能にするラメラポディウムのような構造の形成に関与することが示されている。
細胞の運動とは別に、マイクロフィラメントはさまざまなオルガネラの移動にも重要な役割を果たします。 これは、アクチンリングが細胞分裂に関与する細胞分裂時に明らかである。
ミオシンとともに、フィラメントは細胞の挟み込み（中央部）に寄与し、最終的に細胞成分の分裂、その結果として細胞分裂をもたらす。 また、ATPエネルギーが存在する場合、この2つは細胞内のさまざまな小器官や小胞の移動に関与することが分かっています。
筋肉細胞では、アクチンフィラメントが（ミオシンとともに）収縮に関与しています。 アクチンフィラメントのスライド活動は、最終的に筋肉の収縮に寄与する。
* 様々な細胞成分や物質（小胞や小器官など）の輸送に関して、アクチンフィラメントは、それらが輸送される高速道路やトラックとして機能する。
微小管
細胞、特に動物細胞において、微小管は高い弾力性を持つ最も硬い構造の一つです。 また、微小管は以下のような役割・機能を持っている：
– 細胞内部環境の建築的枠組みへの貢献 – 細胞内では、微小管は細胞骨格の他の構成要素と同様に細胞小器官を組織化することによって細胞極性の確立に役立つことが明らかにされている。
– 染色体の分離 – 微小管は、細胞分裂の際に染色体を分離する紡錘装置の一部である。 7358>
– 輸送 – マイクロフィラメントと同様に、微小管も細胞内の輸送網に貢献し、細胞小胞の輸送を可能にしています。 特に、これは微小管モーターの2つのグループ、すなわちキネシンとダイニンによって可能になる。
– 運動性-微小管に関連する様々なタンパク質は、細胞の運動に貢献する鞭毛などの構造で力と動きを生み出すのに役立つ。
中間フィラメント
ほとんどの場合、中間フィラメントには細胞のための構造支持を行う働きがある。 細胞骨格の他の構成要素と比較して、より永続的な身の丈であるため、中間フィラメントはまた、全体としての細胞骨格を支持するのに役立つことが示されている。
中間フィラメントの他の機能には、以下のようなものがある。
- 上皮細胞の伸展に寄与する
- 核ラミナの構成成分として。 中間フィラメントは核膜を強化し、核の内容物を保護するのに役立つ＜6139＞ ＜3413＞軸索が大きくなったときに軸索を支える＜6139＞ ＜3413＞橋の形成を通じて筋肉の収縮に貢献する＜6139＞ ＜3413＞軸索が大きくなったときに、橋の形成を通じて筋肉の収縮に貢献する。 Zディスク間
小器官のメインページに戻る
細胞生物学のメインページに戻る
細胞骨格から顕微鏡マスターホームに戻る
A．D. Bershadsky and Iurii Markovich Vasil’ev. (1988). 細胞骨格.
Deepa Nath. (2003).細胞骨格. Naturevolume 422, page739 (2003).
ReHarald Herrmann and Ueli Aebi. (2016). 中間フィラメント: Structure and Assembly.
J.E. Hesketh, and I.F. Pryme. (1996). 特殊化した組織と病的状態における細胞骨格.
Laurent Jaeken. (2007). 細胞骨格の機能に関する新しいリスト. 産業科学技術、カレル・デ・グロート・ホーゲスクール・ユニバーシティ・カレッジ、ベルギー、ホーボーケン.
.