The cytoskeleton

เปนโครงสรางภายในเซลล ประกอบดวยเสนใยโปรตนทประสานกนเปนรางแห แทรกตวอยภายใน cytoplasm ท าหนาทเปนโครงรางภายในเพอรกษารปทรงหรอเปลยนรปทรง และท าใหเกดการเคลอนไหวภายใน cytoplasm และการเคลอนทของเซลลบางชนด

The cytoskeleton

Cytoskeleton ท างานรวมกบ motor proteins ท าใหเกดการเคลอนทภายในเซลล เชน การเคลอนทของ flagellum หรอ cilia รวมทงการหดตวของเซลลกลามเนอ

Motor molecules and the cytoskeleton

Motor molecules น า vesicles หรอ organelles ไปยงต าแหนงเปาหมาย โดยผานไปตาม cytosleleton

Microtubules Microfilaments

(Actin Filaments) Intermediate

Filaments

Cytoskeleton ประกอบดวยเสนใยโปรตน 3 ชนดไดแก

โครงสราง : เปนทอตรงและกลวงประกอบดวย tubulin protein

ขนาดเสนผาศนยกลาง : 25 nm

องคประกอบ : -tubulin และ -tubulin

Structure of Microtubules

รกษารปทรงและพยงเซลล

เปนเสนทางเคลอนทใหกบ organelles อน

เกยวของกบการแยกของโครโมโซมขณะทมการแบงเซลล

Function of Microtubules

Microtubules ถกสรางมาจาก centrosome ซงอยใกล nucleus

ในเซลลสตว บรเวณ centrosome ม centrioles

อย 1 ค

Centrosome containing a pair of centrioles

Centrosome and centrioles

ในเซลลหลายชนดมการสราง microtubules จากบรเวณ

centrosome ทอยใกลๆกบนวเคลยส

ในบรเวณ centrosome ของเซลลสตวม centrioles อย 1 ค แตละ centriole ประกอบดวย microtubules

จ านวน 3 ทอ จ านวน 9 ชด เรยงตวเปนวงกลม

ในขณะทเซลลแบงตวจะมการเพม centrioles เปน 2 ชด

แมวา centrioles จะมสวนเกยวของกบการสราง microtubules แตกไมเปนสงจ าเปนส าหรบพวกยคารโอตทกชนด ในพชไมม centrioles

Microtubules เปนแกนของ flagellum และ cilia

A comparison of the beating of flagella and cilia

Ultrastructure of a eukaryotic

flagellum or cilium

โครงสรางของ flagellum หรอ cilia ทศกษาภายใตกลอง EM

(a) ภาพตดตามยาว

(b) ภาพตดตามขวาง แสดงใหเหนโครงสรางภายใน ประกอบดวยแกนของ microtubules อยภายในเยอหมเซลลท ยนยาวตามขนไป เรยงกนเปน

pattern "9+2" คอ แกนกลางประกอบดวย microtubules 2 ทอ

(doublets) จ านวน 9 ชดเรยงตวรอบเปนวงกลม และตรงกลางม

microtubules อก 2 ทอ แตละทอคของรอบนอกมแขน 1 ค (dynein)

ยนยาวออกไปสมผสกบทอคทอยใกลเคยง และม radial spoke ยนเขาไปตดตอกบทอคตรงกลาง

( c) แสดง basal body ซงอยทฐานของ flagellum หรอ cilia มโครงสรางเหมอนกบ centriole ประกอบดวย microtubules 3 ทอเรยงกนเปนวงกลม

How dynein” walking” moves cilia and flagella

การเคลอนตวของ dynein ท าใหเกดการเคลอนไหวของ flagellum หรอ cilia การเคลอนตวของ dynein arm ทเกาะกบทอคของ microtubules

หนง ไปเกาะทอกทอคหนง โดยการเกาะและปลอยสลบกนไปนมผลท าให flagellum หรอ cilia เบนโคงเคลอนทไปได การท างานของ dynein ใชพลงงานจาก ATP

โครงสราง : เปนเสนใยทบ 2 สายพนกน เปนเกลยว

ขนาดเสนผาศนยกลาง : 7 nm

องคประกอบ : Actin

Structure of Microfilaments

Function of Microfilaments

รกษารปทรงของเซลลและการเคลอนไหวภายในเซลล

การหดตวของเซลลกลามเนอ

ท าใหเกดการคอดตวเปนรอง ขณะทมการแบงเซลลสตว

A structure role of microfilaments

Microfilaments

(Actin filaments)

Microvilli

Intermediate

filaments

Microvilli ทเซลลล ำไสคงรปอยไดเนองจำกม microfilaments เปนแกน ชงเชอมตอกบ intermediate filaments

Microfilaments and motility

ในเซลลกลามเนอ actin filaments เรยงกนอยางเปนระเบยบ

ท าหนาทเกยวของกบการหดตวของเซลลกลามเนอ

ในเซลลอมบา การยน pseudopodium ออกไปเกดจากการยดและหดตวของ actin filaments

ในเซลลพช การท างานรวมกนของ actin และ myosin ท าใหเกดการไหลภายใน cytoplasm

โครงสราง : ประกอบดวยมดของหนวยยอย

โปรตนทพนกนเปนเกลยว

ขนาดเสนผาศนยกลาง : 6-12 nm

องคประกอบ : โปรตนหลายชนด แลวแตชนด ของเซลล ตย. เชน keratin

Structure of Intermediate Filaments

ท าให organelles อยประจ าท

รกษาโครงสรางของเซลล

Function of Intermediate Filaments

Microvilli

Microfilaments

(Actin filaments)

Intermediate

filaments

Plant cell walls cell wall เปนผนงเซลลของพชทอยภายนอกของเยอหมเซลล มโครงรางเปนผนงหนาประกอบดวย cellulose ฝงตวอยในโปรตนและ polysaccharides

เซลลพชตดตอกบเซลลทอยขางเคยงโดยทาง ชอง plasmodesmata

Extracellular matrix (ECM)

เซลลสตวไมม cell wall แตมสารทถกสรางออกมาอยดานนอกของเยอหมเซลล เรยกวา extracellular matrix

Extracellular matrix (ECM) of an animal cell

Fibronectin

องคประกอบและโครงสรางของ ECM จะแตกตางกนในเซลลแตละชนด เซลลในตวอยางทแสดงน ECM ประกอบดวยสารพวก glycoprotein 3 ชนด ไดแก

1. collagen fiber ทฝงตวอยในรางแหของ proteoglycans ซงประกอบดวยคารโบไฮเดรต 95 %

2. fibronectin เปน glycoprotein ทเกาะอย กบ

receptor protein ทอยทเยอหมเซลล (integrin)

3. integrin จะเชอมโยงระหวาง ECM กบ

microfilament ใน cytoplasm ซงมบทบาทส าคญเกยวของกบการน าสญญาณการถกกระตนระหวางสงแวดลอมภายนอกกบภายในเซลลได

Intercellular junctions in animal tissues

ม 3 ชนด คอ

1. Tight junctions

2. Desmosomes

3. Gap junctions

Intercellular junctions in animal tissues

Cellular junction ในเซลลสตว

(a) tight junction พบอยใตผวเซลลดานทเปนอสระ เยอหมเซลลของเซลลทอยตดกน มการเชอมตดกน แตไมเชอมกนตลอด มสวนทไมเชอมกน เกดชองเปนระยะๆ

(b) desmosome พบในเซลลเนอเยอทกชนด เยอหมเซลลของเซลลทอยตดกนไมเชอมตดกน และบรเวณนม filament มาเกาะอยดานในของเซลลทงสอง

(c) gap junction ชองวางระหวางเซลลแคบกวาทอน หรอเกอบไมมเลย โดยมความกวางประมาณ 20 Ao บรเวณนเปนทใหโมเลกลของสารตางๆทมขนาดเลกผานไปมาได

เซลลเปนหนวยของสงมชวตทม organelles ตางๆท างานรวมกน

ตวอยางเชน เซลล macrophage ยน pseudopodia

ออกไปจบแบคทเรย โดยการยดและหดของ actin filament

Food vacuoles ถกยอยโดย lysosome ซง lysosome

สรางมาจาก ER และ Golgi

เอนไซมของ lysosomes และโปรตนของ cytoskeleton ถกสรางขนท ribosomes

โปรตนถกแปรรหสมาจาก mRNA ทถอดรหสมาจาก DNA

ในนวเคลยส

กระบวนการทงหมดเหลานตองการพลงงานในรปของ ATP ซงสวนใหญสรางมาจาก mitochondria