Zytoskeletts

Das Zytoskelett ist das dynamische Netz aus Proteinfilamenten im Zytoplasma eukaryotischer Zellen, das Form, Stabilität und Organisation der Zelle ermöglicht. Es besteht aus drei Haupttypen von Filamenten: Mikrotubuli, Intermediärfilamente und Aktinfilamente.

Mikrotubuli sind röhrenförmige Polymer aus Tubulin. Sie zeigen dynamische Stabilität, wachsen und schrumpfen, organisieren die Zellform, bilden den Spindelapparat bei der Zellteilung, dienen als Transportwege für Vesikel und Organellen und bilden Strukturen wie Zilien und Flagellen.

Intermediärfilamente liefern mechanische Festigkeit und Beständigkeit gegen Zug. Sie bilden stabile Netzwerke, stabilisieren den Zellkern und variieren stark je nach Zelltyp, zum Beispiel Keratine in Epithelzellen, Vimentin in Bindegewebe und Neurofilamente in Nervenzellen. Laminine stabilisieren zusätzlich den Zellkern.

Aktinfilamente sind dünne Filamente, aufgebaut aus Aktinmonomeren, die sich rasch polymerisieren und depolymerisieren. Sie steuern die Zellform, unterstützen Bewegung durch Mikrovilli, Pseudopodien, Zellwanderung und Teilung, und bilden kontraktile Systeme in Muskeln durch Interaktion mit Myosin.

Motorproteine Kinesin, Dynein und Myosin koppeln Filamente an Energie (ATP), was gerichtete Bewegung von Organellen, Vesikeln und Chromosomen ermöglicht und intrazellulären Transport sowie Zellprozesse antreibt. Das Zytoskelett wird ständig remodelliert durch Polymerisation, Depolymerisation, Quervernetzung und regulatorische Aufbauprozesse.

In Zellen nahezu aller Eukaryoten bildet das Zytoskelett Struktur und Organisation, beteiligt sich an Zellteilung, Transport, Motilität und Signaltransduktion und interagiert mit anderen Zellstrukturen wie der Zellmembran, Organellen und dem Zellkern.