Zytoskelett

Das Zytoskelett ist ein dynamisches Netzwerk aus Proteinfilamenten im Zytoplasma eukaryotischer Zellen. Es besteht vor allem aus drei Filamenttypen: Aktinfilamente (Mikrofilamente), Mikrotubuli und Intermediärfilamente. Zusätzlich spielen Laminfilamente eine Rolle im Zellkern als Kernlamina. Die Filamente werden durch eine Vielzahl von Assoziationsproteinen geordnet und können je nach Zelle unterschiedliche Architekturen bilden, die sich rasch verändern.

Aktinfilamente sind dünn und flexibel, Mikrotubuli röhrenförmig und dynamisch, Intermediärfilamente liefern mechanische Festigkeit. Aktinfilamente entstehen aus G-Aktin-Monomeren zu F-Aktin; Mikrotubuli bestehen aus Tubulin-Dimeren und zeigen dynamische Instabilität. Intermediärfilamente umfassen Proteine wie Keratine, Vimentin oder Lamins.

Funktionen: Das Zytoskelett bestimmt die Zellform, stabilisiert die Zelle, organisiert das Zytoplasma und positioniert Organellen. Es ermöglicht intrazellulären Transport durch Motorproteine: Myosin bewegt sich entlang Aktin, Kinesin und Dynein entlang Mikrotubuli. Es ermöglicht Zellbewegung und Zellteilung (Spindelapparat aus Mikrotubuli; kontraktiler Ring aus Aktin bei Cytokinese). In Pflanzen unterstützen Mikrotubuli orientierte Zellwandbildung und Vesikeltransport; Aktin trägt zur Zytoplasma-Strömung bei.

Dynamik und Regulation: Filamente polymerisieren und depolymerisieren, was durch Bindungsproteine gesteuert wird (Beispiele: Profilin, Cofilin, Arp2/3 bei Aktin; MAPs bei Mikrotubuli). Das Zytoskelett reagiert auf Signale, Umweltreize und Phasen des Zellzyklus und verändert seine Organisation entsprechend.