Panoramica del citoscheletro

Il citoscheletro è una rete di filamenti proteici presenti all'interno della cellula, aventi tre filamenti distinti: microfilamenti, microtubuli e filamenti intermedi. Ognuno di essi ha caratteristiche che li distinguono, tra cui la dinamica del loro montaggio e smontaggio, le proprietà meccaniche, la polarità e il tipo di motori molecolari ad essi associati. In precedenza, si pensava che fossero presenti solo nelle cellule eucariotiche; Tuttavia, i loro omologhi sono stati infine trovati nelle cellule procariotiche. Studi sugli omologhi batterici delle proteine del citoscheletro ipotizzano che il citoscheletro abbia avuto origine nei batteri e negli archei.

Nonostante l'uso della parola "scheletro", il citoscheletro non è una struttura fissa. È una struttura dinamica e adattiva che partecipa a varie funzioni cellulari. Queste funzioni possono essere ampiamente classificate come i) Organizzazione spaziale del contenuto cellulare, ii) Collegamento della cellula al suo ambiente esterno sia fisicamente che biochimicamente iii) Generazione di forze coordinate che aiutano nel movimento cellulare e nel cambiamento della forma cellulare. Sebbene questi filamenti siano organizzati in reti che resistono alla deformazione, possono subire una rapida riorganizzazione in risposta a segnali o forze esterne.

I microfilamenti o actina filamentosa (F-actina) sono filamenti a spirale destrorsi di monomeri globulari di actina (G-actina). Si tratta di filamenti polari a causa della velocità di polimerizzazione alle due estremità. Questi filamenti si allungano costantemente per produrre una forte forza sostenuta necessaria per effettuare cambiamenti di motilità e forma cellulare. I microtubuli sono strutture cilindriche cave con tredici protofilamenti costituiti da eterodimeri alfa-beta-tubulina. I microtubuli sono noti per avere le dinamiche di montaggio e smontaggio più complesse. A differenza dei microfilamenti, i microtubuli passano rapidamente dalla polimerizzazione alla depolimerizzazione. La dinamica dei microtubuli è regolata da una struttura nota come Centri di Organizzazione dei Microtubuli (MTOC). Il terzo componente, i filamenti intermedi, sono lunghe proteine fibrose composte da più subunità formate attraverso processi a più stadi. Questi filamenti sono generalmente strutture statiche, la cui dinamica è regolata attraverso modifiche post-traduzionali come la fosforilazione e la defosforilazione.