Basi biologiche e genetica umana - citoscheletro

Citoscheletro: struttura e funzioni

Il citoscheletro è una complessa rete proteica di filamenti e tubuli interconnessi che si estende nel citosol, dal nucleo alla faccia interna della membrana plasmatica. È una matrice proteica che fornisce struttura architettonica alle cellule eucariotiche. Il citoscheletro conferisce un elevato livello di organizzazione interna alla cellula e permette alle cellule di assumere e mantenere una forma complessa.

Funzioni del citoscheletro

Il citoscheletro è coinvolto in:

• Organizzazione spaziale del citoplasma
• Movimenti intracellulari degli organelli
• Segregazione dei cromosomi durante la divisione cellulare
• Citochinesi
• Movimento delle cellule sul substrato
• Contrazione muscolare

È caratteristico delle sole cellule eucariotiche. Il citoscheletro è anche strettamente associato con i processi di segnalazione e di adesione cellulare.

Tipi di strutture filamentose

Tre tipi di strutture filamentose:

• Microfilamenti di actina
• Filamenti intermedi
• Microtubuli

Queste strutture non funzionano da sole, ma sono associate a proteine accessorie, essenziali per l'assemblaggio delle strutture citoscheletriche e per il loro funzionamento.

I microfilamenti, con un diametro di 7 nm, sono polimeri della proteina actina: servono alla struttura della cellula ed al movimento.

I filamenti intermedi in ogni tipo cellulare sono formati da polimeri di proteine diverse, ma tutte simili per dimensioni e struttura. I filamenti intermedi (IF) hanno un diametro di circa 8-12 nm e sono organizzati in fasci proteici resistenti e durevoli. Hanno un ruolo fondamentale strutturale, di sostegno della tensione cellulare. I filamenti intermedi sono le strutture più stabili e meno solubili del citoscheletro (si mantengono intatte anche in soluzioni saline concentrate e detergenti non ionici).

Tipizzazione e importanza dei filamenti intermedi

La tipizzazione dei filamenti intermedi serve anche come strumento diagnostico in medicina ed è particolarmente utile nella diagnosi dei tumori, in quanto le cellule tumorali mantengono i filamenti intermedi caratteristici del tessuto di origine, indipendentemente dalla localizzazione del tumore nel corpo. Formano un reticolo in tutto il citoplasma ed un intreccio a canestro intorno al nucleo (la lamina nucleare).

Le proteine degli IF sono fibrose e sono caratterizzate da un dominio centrale ad alfa elica, a bastoncello formato da circa 310-318 amino acidi, che è conservato in dimensioni, struttura secondaria e in alcuni casi anche in sequenza. Due dimeri si assemblano in modo antiparallelo e sfalsato a formare un tetramero. I tetrameri non sono polarizzati. I tetrameri si associano tra di loro.