Citoscheletro: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli

Il citoscheletro e le sue funzioni

Il citoplasma delle cellule eucariotiche contiene il citoscheletro, una rete intricata di binari e tubuli composti da proteine, Il citoscheletro è una struttura di sostegno con molte funzioni. É un sistema di trasporto e permette alla cellula di mantenere la sua forma tridimensionale; ha un ruolo importante nella divisione cellulare e contribuisce a collegare le cellule tra loro. Il citoscheletro permette inoltre il movimento della cellula, o di una sua parte.

Componenti del citoscheletro

Il citoscheletro ha tre componenti principali: i microfilamenti, i filamenti intermedi e i microtubuli , che si distinguono per le proteine che li compongono, per il loro diametro e per come si aggregano a costituire strutture più estese. Altre proteine fanno da collante fra queste strutture, componendo un fitto reticolo di fibre.

Microfilamenti e le loro funzioni

I più sottili componenti del citoscheletro sono i microfilamenti, fibre lunghe e sottili dal diametro di appena 7 nm, costituite dal la proteina actina, Reti di microfilamenti di actina sono presenti in quasi tutte le cellule eucariotiche, dove svolgono diverse funzioni: la contrazione delle cellule muscolari, per esempio, avviene grazie ai filamenti di actina, in interazione con la proteina miosina. I microfilamenti permettono inoltre alla cellula di opporre resistenza alle forze di compressione e distensione, e fanno parte del sistema che ancora lega le cellule tra loro.

Filamenti intermedi e la loro struttura

I filamenti intermedi si chiamano così perché il loro diametro di 10 nm è intermedio fra quelli dei microfilamenti e dei microtubuli.

A differenza degli altri componenti del citoscheletro, costituiti da un solo tipo di proteina, i filamenti intermedi hanno una composizione diversa per ogni specializzazione cellulare. Le strutture a forma di corda che costituiscono i filamenti intermedi mantengono l'architettura della cellula formando un'impalcatura nel citoplasma, che si oppone allo stress meccanico. I filamenti intermedi fanno anche parte del sistema che aggancia fra loro cellule adiacenti.

Microtubuli e il loro ruolo

I microtubuli sono costituiti da una proteina chiamata tubulina, assemblata in tubi cavi dello spessore di 23 nm. La lunghezza di un microtubulo può variare molto rapidamente, con l'aggiunta o la sottrazione di molecole di tubulina da parte della cellula. I microtubuli svolgono molte funzioni all'interno della cellula eucariotica. Per esempio, separano i cromosomi duplicati durante il processo di divisione cellulare. In diversi tipi di cellula i microtubuli formano un sistema di rotaie lungo le quali scorrono organelli e proteine: alcuni organismi, come i camaleonti e le seppie, cambiano colore rapidamente spostando le molecole di pigmento delle loro cellule epidermiche lungo questo sistema di rotaie.

Centrosomi, ciglia e flagelli

Negli animali, microtubuli sono assemblati in strutture chiamate centrosomi (le piante ne sono normalmente prive e costruiscono i microtubuli in vari siti all'interno della cellula). Il centrosoma contiene due centrioli. I centrioli danno luogo a strutture chiamate corpi basali, che a loro volta si allungano a costruire le estensioni che permettono ad alcune cellule di muoversi: le ciglia e i flagelli. Le ciglia sono corte e numerose, come in una frangia. Alcuni protisti, come i parameci, sono coperti da migliaia di ciglia che permettono loro di spostarsi in ambiente acquoso. Nel tratto respiratorio umano, il movimento coordinato delle ciglia forma un'onda che spinge le particelle in alto e all'esterno. I flagelli sono molto più grandi e sono presenti da soli o in coppie come nel caso dell'alga unicellulare del genere Chlamydomonas. I flagelli assomigliano a code, e le loro oscillazioni, simili al movimento di una frusta, sospingono le cellule. Gli spermatozoi di molte specie animali, compresi gli esseri umani, sono dotati di flagelli.