4.15
البروتينات الهيكلية هي فئة من البروتينات المسؤولة عن وظائف تتراوح من شكل الخلية وحركتها إلى توفير الدعم للهياكل الرئيسية مثل العظام والغضاريف والشعر و…
هي فئة الهيكلية البروتيناتة من البروتينات التي تدعم شكل الخلية وحركتها. 00:00:05.790 00:00:08.010 خارج الخلية،هذه البروتينات موجودة في اجزاء بُنية الجسم مثل العظام والغضروف والبشرة. الكولاجين،البروتين الأكثر وفرة في الثدييات،هو بروتين هيكلى موجود في كل أنحاء الجسم والنسيج البينى خارج الخلايا.
ويلتف هذا البروتين ليكون لولب ثلاثي الذي يتبلمر ليكون لييفات مطولة, بعد ذلك 00:00:28.650 00:00:31.140 تتجمع أكثر, لتكون ألياف أكبر. من بين العديد من هذه الوظائف الهيكلية،انها تساهم في شكل ونسيج الخلية. هيكل الخلية في الغالب يتكون من بروتينات بنيوية ويشكل الإطار الأساسي للخلية.
وهو يحتوي على ثلاث أنواع رئيسية من الخيوط والخيوط الدقيقة،الخيوط المتوسطة،و الأنابيب الدقيقة الأكتين هى بروتين هيكلى الذى يشكِل الخيوط الدقيقة هذا البروتين ذاتي التبلمُر في خيوط ويساهم في شكل الخلية تنظيمها،حركتها،وانقسامها. يمكن أن تكون الخيوط المتوسطة مكونة من بروتينات مختلفة،استناداًإلى نوع الخلية. على سبيل المثال،خيوط الكيراتين المتوسطة موجودة في الخلايا الطلائية.
في حين أن خيوط البيريفين المتوسطة توجد في الخلايا العصبية الطرفية. الوظيفة الهيكلية الاساسية لهذه الخيوط هو دفع الخلايا وتنظيمها داخل الأنسجة. الأنوبيات الدقيقة تتكون من فئة من البروتين الهيكلى تسمى توبيولين.
التوبيولين ذاتيى التجميع يكون أنبوبيات دقيقة تساهم فى تنظيم السيتوبلازم بما فى ذلك موضع العضيات. البروتينات الهيكلية تكون ضرورية لصحة الكائن الحى والطفرات فى الجينات التى تشفر البروتين ينتج عنها العديد من الأمراض, متضمنة إضطرابات هيكلية وفى القلب و الأوعية الدموية.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What is collagen and where is it found in the body?
Collagen is the most abundant protein in mammals and serves as a primary structural protein throughout the body. It is found in the extracellular matrix and in connective tissues such as skin, ligaments, and tendons, where it provides tensile strength and elasticity. In bones and teeth, collagen mineralizes to form hard tissues and contributes to their load-bearing capacity.
Q2: How does collagen assemble into its functional structure?
Collagen winds into a triple helix structure that polymerizes into elongated fibrils. These fibrils further assemble into larger fibers, creating a hierarchical structure. This assembly process enables collagen to contribute to cell and tissue shape while providing structural support throughout the body.
Q3: What are the three main types of filaments in the cytoskeleton?
The cytoskeleton contains three main types of filaments: microfilaments, intermediate filaments, and microtubules. Microfilaments are composed of actin and contribute to cell shape, organization, movement, and division. Intermediate filaments reinforce cells and organize them into tissues, while microtubules organize the cytoplasm and the location of organelles.
Q4: How do actin filaments contribute to cell function?
Actin is a structural protein that self-polymerizes into microfilaments. These actin filaments contribute to cell shape and organization and can enable cell movement and division when acting in conjunction with myosin. Actin filaments form the basic framework of the cell cytoskeleton and support dynamic cellular processes.
Q5: What determines the composition of intermediate filaments?
The composition of intermediate filaments varies based on cell type, with around 70 different genes coding for various intermediate filaments. Epithelial cells contain keratin intermediate filaments, peripheral neurons contain peripherin, and muscle cells contain desmin. This variation allows intermediate filaments to meet the specific structural needs of different cell types.
Q6: What role do tubulins play in the cell?
Tubulins are structural proteins that self-assemble to form microtubules. These microtubules contribute to the organization of the cytoplasm, including the location of organelles. Microtubules are also essential for mitosis and cell division, making them critical for maintaining proper cellular organization and enabling successful cell division.
Q7: What diseases can result from mutations in structural protein genes?
Mutations in genes coding for structural proteins can cause severe diseases. A mutation in a collagen gene can result in osteogenesis imperfecta, characterized by weak bones and connective tissue deformities. Different collagen mutations can cause Alport syndrome, affecting organs such as kidneys, eyes, and ears.