Back to chapter

4.15:

وظيفة البروتين البنيوى

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Structural Protein Function

Languages

Share

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.

4.15:

وظيفة البروتين البنيوى

البروتينات الهيكلية هي فئة من البروتينات المسؤولة عن وظائف تتراوح من شكل الخلية وحركتها إلى توفير الدعم للبنى الرئيسية مثل العظام والغضاريف والشعر والعضلات. وتشمل هذه المجموعة البروتينات مثل الكولاجين والأكتين والميوسين و الكيراتين.

يتواجد الكولاجين ، وهو البروتين الأكثر وفرة في الثدييات، في جميع أنحاء الجسم. في النسيج الضام، مثل الجلد والأربطة والأوتار، يوفر قوة شد ومرونة. &#160؛ في العظام والأسنان، تتمعدن لتكوين أنسجة صلبة وتساهم في قدرتها على التحمل. بالإضافة إلى الدعم الهيكلي، يمكن أن يتفاعل الكولاجين أيضاً مع مستقبلات سطح الخلية والجزيئات الوسيطة الأخرى لتنظيم العمليات الخلوية ، مثل النمو والهجرة، والتي تنطوي على تغييرات في شكل الخلية والأنسجة.

تشكل البروتينات الهيكلية الإطار الأساسي للهيكل الخلوي للخلية. &#160؛ يتكون الهيكل الخلوي من ثلاثة أنواع من الخيوط، والخيوط الدقيقة، والخيوط الوسيطة، والأنابيب الدقيقة، ويتكون كل منها من بروتينات هيكلية مختلفة. يتكون الميكروفيلمنت عندما يتبلمر الأكتين ذاتياً في بنى متكررة طويلة. تساهم خيوط الأكتين هذه في شكل الخلية وتنظيمها؛ بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساهم الألياف الدقيقة أيضاً في حركة الخلايا وانقسامها، عندما تعمل جنباً إلى جنب مع الميوسين. يختلف تكوين الخيوط الوسيطة حسب نوع الخلية. يوجد حوالي 70 جيناً مختلفاً يرمز إلى خيوط وسيطة مختلفة. تحتوي الخيوط الوسيطة في الخلايا الظهارية على الكيراتين، وتحتوي الخلايا العصبية الطرفية على محيط، ويحتوي القسيم العضلي في خلايا العضلات على ديزمين. تتمثل الوظيفة الهيكلية الأساسية لهذه الخيوط في تقوية الخلايا وتنظيمها في الأنسجة. تتكون الأنابيب الدقيقة من بروتينات هيكلية تسمى توبولين. تتجمع التوبولينات ذاتياً لتشكيل الأنابيب الدقيقة التي تساهم في تنظيم السيتوبلازم، بما في ذلك موقع العضيات. &#160؛ الأنابيب الدقيقة ضرورية أيضاً للانقسام والانقسام الخلوي.

نظراً لانتشار البروتينات الهيكلية على نطاق واسع، فإن حدوث طفرة في الجين الذي يرمز لأي من هذه البروتينات يمكن أن يكون لها تأثيرات ضارة شديدة. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي الطفرة في الجين المشفر للكولاجين إلى حالة تعرف باسم تكوّن العظم الناقص، والتي تتميز بضعف العظام والتشوهات في الأنسجة الضامة. يمكن أن تؤدي الطفرات المختلفة في جين الكولاجين إلى متلازمة ألبورت، التي تتميز بمشاكل في الأعضاء مثل الكلى والعينين والأذنين.

Suggested Reading

  1. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molecular cell biology 4th edition. National Center for Biotechnology Information, Bookshelf.
  2. Ricard-Blum, S. (2011). The collagen family. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 3(1), a004978.
  3. Dominguez, R., & Holmes, K. C. (2011). Actin structure and function. Annual review of biophysics, 40, 169-186.
  4. Downing, K. H., & Nogales, E. (1998). Tubulin and microtubule structure. Current opinion in cell biology, 10(1), 16-22.
  5. Geisler, F., & Leube, R. E. (2016). Epithelial Intermediate Filaments: Guardians against Microbial Infection?. Cells, 5(3), 29. doi:10.3390/cells5030029