세포 골격의 형성

 

 

생물은 실제로 다양한 형태를 갖고 있지만, 세포에서도 다양한 형태를 볼 수 있습니다. 동물 세포에서는 많은 세포에서 돌기 모양의 구조가 만들어집니다. 

상피세포나 난모세포, 감각세포 등 각종 세포에서 널리 보이는 미세융모나 신경세포의 수상돌기나 축삭은 대표적인 예라고 할 수 있습니다. 다양한 세포에서 보이는 아메바 운동에서도 가족이나 파도막과 같은 형태가 관찰됩니다. 이러한 형태의 대부분은 세포 골격의 일종인 액틴 섬유에 의존한다. 액틴 섬유는 세포 내에서 활발하게 중합하여 세포막을 바깥쪽으로 밀어내는 힘을 만들어냅니다. 또, 액틴 섬유를 묶는 단백질의 작용에 의해, 액틴 섬유의 묶음이나 메쉬 구조가 형성되어, 각각 세포막의 돌기나 시트 형상의 구조를 만들어낼 때에 필요합니다. 또한, 동물 세포의 형태를 유지하기 위해 중간 직경 필라멘트라는 세포 골격의 그룹이 중요한 역할을합니다. 중간 직경 필라멘트는 일반적으로 유연하고 절단하기 어렵고, 신경 세포의 축삭을 시작으로 다양한 세포를 기계적으로 지지하고 있습니다

세포 골격이란?

세포골격(cytoskeleton)은 세포를 지지하고 안정화시키는 역할을 합니다 . 모든 세포는 박테리아 (박테리아)조차도 세포 골격을 가지고 있습니다. 세포 골격은 세포의 형상과 그 기계적 특성에 관여한다. 세포 운동, 세포 분열, 세포 내 수송, 세포 신호 전달 등 많은 동적 세포 과정이 세포골격과 연동합니다. 따라서 세포 골격은 여러 세포질 단백질과 세포 소기관과 상호 작용하여 기능합니다.

세포 골격 네트워크는 필라멘트라고 하는 3개의 다른 단백질 구조로 구성됩니다. 그들은 미세 소관, 마이크로 필라멘트 (액틴 필라멘트), 중간 직경 필라멘트의 세 가지 유형입니다. 이러한 단백질은 서로 의존하여 서로 다른 기능을 수행하는 자체 네트워크를 세포에 형성합니다.

Microtubules：미소관
Cytoskeleton(Intermediate filaments)：중간경 필라멘트
Actin filaments：액틴 필라멘트

액틴이란?

 

액틴은 모든 진핵 세포에서 풍부하게 존재하는 단백질입니다. 구형 액틴(G-액틴) 단량체는 중합되어 액틴 필라멘트(F-액틴)를 형성하여 길고 얇은 섬유 형태를 나타낸다. 이 섬유는 약 5-9nm의 직경을 가지며 모든 세포 골격 섬유 중 가장 얇은 섬유를 형성합니다. 따라서 마이크로 필라멘트라고도합니다. 액틴 필라멘트는 매우 유연하며 나선 구조를 나타냅니다.

액틴 필라멘트는 세포질 막에 가까운 위치에 밴드를 형성하고 여러 액틴 결합 단백질에 의해 독특한 네트워크를 형성합니다. 세포 모양과 세포 역학과 관련된 많은 세포 과정은 액틴 필라멘트에 달려 있습니다. 액틴 필라멘트는 세포의 기계적 강도를 담당하고 세포질과 막 관통 단백질을 연결합니다.

중간 직경 필라멘트란?

중간 직경 필라멘트는 다른 단백질의 중합체이며 세포의 상황에 따라 구성되는 단백질은 다릅니다. 따라서 중간 직경 필라멘트는 액틴 필라멘트 또는 미세 소관과 같이 명확한 구조가 규정되어 있지 않습니다. 조성에 관계없이 중간 직경 필라멘트는 약 10nm의 직경을 갖는다. 이 필라멘트는 미세 소관이나 액틴 필라멘트보다 유연성이 낮고 동적이지 않습니다.

뉴로필라멘트 단백질은 중간 직경 필라멘트 패밀리에 속한다. 뉴로필라멘트는 뉴런에 특이적으로 발견되는 10nm 중간 직경 필라멘트입니다. 그들은 뉴런의 세포 골격의 주성분이며 정상적인 축삭 반경 방향 성장을 지원합니다. 뉴런 필라멘트는 보통 뉴로필라멘트의 유지에 관여하는 L, M, H의 3개의 중간 직경 필라멘트 단백질을 포함한다.

미세소관이란?

미세 소관은 세포 골격에서 가장 견고한 부분을 형성하고 세포 소기관과 단백질의 세포 내 이동을 담당합니다. 마이크로 튜브는 직경 20nm이며 알파 튜불린과 베타 튜불린 서브 유닛으로 구성됩니다. 미세 소관의 형성은 온도와 사용 가능한 tubulin에 따라 달라집니다. 

미세소관 관련 단백질(MAP: Microtubule-associated protein)은 세포 내 미세소관의 역할을 조절합니다.