Citoscheletro, Biologia cellulare ed elementi di genetica

Citoscheletro

Il citoscheletro svolge un ruolo chiave nell'organizzazione cellulare e nei molti processi dinamici che la mantengono. Esso dirige anche i movimenti intracellulari e cellulari di vari tipi di strutture intracellulari, inclusi i cromosomi e gli organuli come i mitocondri e i cloroplasti, che sono trasportati lungo i microtubuli e i filamenti di actina. Questi ultimi formano una fascia a ridosso del lato interno della membrana plasmatica che conferisce resistenza e forma alla cellula. Le proteine motrici aiutano le vescicole a spostarsi nei microtubuli utilizzando l'idrolisi dell'ATP.

I filamenti proteici del citoscheletro sono strutture sottili che possono raggiungere decine di μm di lunghezza e, in alcuni casi, come negli assoni dei neuroni, perfino diversi centimetri. Ciò implica che non siano costituiti ciascuno da una singola proteina ma siano polimeri proteici costituiti dalla successione di proteine che da sole sono lunghe pochi nanometri. Il fatto che i filamenti siano costituiti da subunità molto piccole permette alla cellula di riorganizzare in tempi rapidi anche vaste porzioni del suo citoscheletro e di regolarle molto più finemente di quanto non potrebbe fare con subunità molto più grandi, ciò le permette di ottenere grande versatilità.

I microtubuli e i filamenti di actina sono costituiti da subunità proteiche dalla forma globulare, mentre i filamenti intermedi sono costituiti da proteine fibrose ed allungate. Tutte le subunità proteiche dei filamenti del citoscheletro tendono a distribuirsi formando strutture elicoidali, perché sono conformazioni molto stabili che resistono alla rottura da parte dell'energia termica dell'ambiente intracellulare (cosa che non potrebbero fare le subunità se attaccassero in tandem mediante un motivo "testa-coda-testa-coda") e riducono al minimo l'energia libera.

Speciali proteine, dette proteine associate ai microtubuli, possono stabilizzare in maniera permanente i microtubuli che vanno così a formare ciglia e flagelli. I microtubuli, infatti, sono responsabili della locomozione di due importanti classi di protozoi: i ciliati e i flagellati.

I filamenti intermedi sono così chiamati per il loro spessore (circa 10 nm), intermedio tra quello dei microtubuli e quello dei filamenti actinici. Le molecole che li costituiscono sono filamentose e variano a seconda del tipo di cellula, pertanto costituiscono una popolazione eterogenea. Possiedono una grande resistenza alla trazione e consentono alla cellula di sopportare stress meccanici. A differenza degli altri filamenti citoscheletrici, i filamenti intermedi non sono polarizzati e sono più stabili.

I filamenti actinici si formano per agg