Cytoskelett

Hast du gerade in Bio das Thema Zellen und beschäftigst dich mit der Zellstruktur?

Dann wird dir auch das Cytokelett begegnen. Das Cytoskelett ist ein Zellorganell.

Aber wie ist es aufgebaut und welche Funktionen hat es? Ist es unserem Skelett ähnlich?

simpleclub erklärt dir, was du zu dem Cytoskelett wissen solltest.

Cytoskelett einfach erklärt

Das Cytoskelett ist ein Zellorganell, das in eukaryotischen Zellen zu finden ist. Prokaryoten hingegen haben kein richtiges Cytoskelett, aber Proteine, die in ähnlichen Strukturen aufgebaut sind und somit auch ähnliche Funktionen einnehmen.

Das Cytoskelett ist nicht wie unser Skelett fest, sondern beweglich und hat verschiedene Aufgaben.

Es ist wie ein Netzwerk aufgebaut, das sich im Cytoplasma befindet, ist dynamisch beweglich und kann sich auf- und abbauen.

Es besteht aus Filamenten und Proteinen, welche sich hauptsächlich aus Mikrofilamenten, Intermediärfilamenten und Mikrotubuli zusammensetzen.

Seine Hauptfunktionen sind, dass es der Zelle Stabilität gibt, es für den Stofftransport der Zelle, und für die Fortbewegung der Zelle zuständig ist.

Cytoskelett Definition

Cytoskelett Aufbau

Cytoskelett Eukaryoten

Der Aufbau des Cytoskeletts ist in pflanzlichen Zellen und tierischen Zellen sehr ähnlich. Es liegt im Cytoplasma der Zelle und besteht hauptsächlich aus Filamenten. Filamente sind fadenartige, sehr dünne Proteinstrukturen.

Die Filamente, aus denen sich das Cytoskelett zusammensetzt, sind hauptsächlich sogenannte Mikrofilamente, Intermediärfilamente und Mikrotubuli.

• Mikrotubuli sind die größten Bausteine des Cytoskeletts mit einer Größe von 15-30 nm. Du kannst sie dir als röhrenförmige Proteinstrukturen vorstellen, die aus vielen kleinen Proteine bestehen, die man Tubulin nennt.

• Die zweitgrößten Bestandteile sind die Intermediärfilamente.

  • Sie haben einen Durchmesser von etwa 10 nm und sind aus kleineren Baustein aufgebaut, die man Monomere nennt.
  • Wenn sich zwei Monomere um sich selbst winden, nennt man das einen Dimer. Liegen sich wieder zwei Dimere aneinander, entsteht ein Tetramer. Zu dieser Gruppe gehören die Intermediärfilamente.

Die Namen der Bausteine kannst du dir einfach merken: „Mono“ bedeutet eins, „Di“ bedeutet zwei und „Tetra“ bedeutet vier. Somit wird immer die Anzahl der Monomeere in der Struktur beschrieben.

• Die kleinsten Bestandteile sind die Mikrofilamente.
  • Sie werden auch Aktinfilamente genannt und haben nur eine Größe von etwa 7 nm.
  • Sie bestehen hauptsächlich aus einem Protein, welches Aktin heißt. Dieses Strukturprotein ist sehr häufig in Zellen vorzufinden.

Wichtig zu dem Cytoskelett ist zu wissen, dass es nicht wie unser Skelett fest ist, sondern beweglich und sich zusätzlich auch noch auf- und abbauen kann.

Teilweise können Filamente aus der Zelle hinausragen. Sie bilden somit kleine „Ärmchen“, welche Zilien oder Geißeln genannt werden. Durch diese können sich die Zellen fortbewegen.

Skelettstruktur bei Prokaryoten

Auch wenn Prokaryoten kein richtiges Cytoskelett besitzen, enthalten sie ähnliche Strukturen, die aus Proteinen aufgebaut sind, welche dem Cytoskelett von Eukaryoten sehr ähnlich sind.

Die Struktur in prokaryotischen Zellen enthält Bausteine, die den Mikrofilamenten, Intermediärfilamenten und Mikrotubuli sehr ähnlich sind. Allerdings unterscheiden sich zum Beispiel die Anzahl der Filamente, aus denen sie aufgebaut sind.

Cytoskelett Funktion

Das Cytoskelett hat mehrere Aufgaben in der Zelle:

Hauptsächlich ist das Cytoskelett dafür da, die Zelle zu stabilisieren und sie in ihrer Struktur zu behalten. Allerdings kann durch das Cytoskelett auch ein Stofftransport stattfinden und die Bewegung der Zelle ermöglicht werden.

Mikrofilamente, Intermediärfilamente und Mikrotubuli haben unterschiedliche Aufgaben in der Zelle.

• Für die Stabilität der Zelle sind hauptsächlich die Intermediärfilamente verantwortlich. Sie haben die stabilste Struktur und können daher mechanische Kräfte am besten ausgleichen.

• Die kleinsten Bestandteile des Cytoskeletts, die Mikrofilamente oder auch Aktinfilamente sind auch für die Stabilisierung und die Form der Zelle zuständig.

  • Das Aktin ermöglicht es, dass die Membran an einigen Stellen ausgebeult werden kann. Diese Ausbeulungen ermöglichen somit einen besseren Stoffaustausch mit der Umgebung der Zelle, weil durch sie die Oberfläche der Zelle vergrößert wird.
  • Aktinfilamente sind dafür verantwortlich, dass du deine Muskeln anspannen und entspannen kannst.

• Für den Stofftransport sind hauptsächlich die Mikrotubuli zuständig.

  • Sie sind sozusagen die Schienen oder Straßen der Zelle. An ihnen können sich Motorproteine oder weitere Vesikel entlanghangeln.
  • Eine weitere wichtige Aufgabe, die Mikrotubuli haben, ist, dass sie den Spindelapparat ausbilden. Durch diesen werden die Chromatiden während der Zellteilung voneinander getrennt. Sie spielen also eine unerlässliche Rolle während der Mitose und Meiose.

Cytoskelett Krankheiten

Durch Gendefekte, aber auch durch Giftstoffe kann der Stoffwechsel des Cytoskeletts gestört werden. Ein Beispiel dafür ist die Duchenne Muskeldystrophie (DMD). Sie entsteht durch einen Gendefekt.

Hierbei ist die Synthese eines Membranproteins für die Muskeln gestört. Es kann kein Dystrophin gebildet werden, welches ein Strukturprotein ist. Mit fortlaufendem Alter erleiden Erkrankte Muskelschwund, der nicht heilbar ist und die Lebenserwartung erheblich verkürzt.

Cytoskelett Zusammenfassung

Das Cytoskelett ist ein Zellorganell, welches in eukaryotischen Zellen zu finden ist. Prokaryoten besitzen kein Cytoskelett in dem Sinne, aber ähnliche Strukturen aus Proteinen, die auch ähnliche Funktionen einnehmen, sich aber in ihren Aminosäuresequenzen von denen der Eukaryoten unterscheiden.

Im Gegensatz zu unserem Skelett ist das Cytoskelett nicht fest, sondern beweglich und dynamisch und kann sich auf- und abbauen. Es ähnelt einem Netzwerk, welches eine stabilisierende Funktion für die Zelle hat, jedoch auch für den Signal- und Stofftransport innerhalb der Zelle verantwortlich ist. Zusätzlich ist es ebenfalls für die Fortbewegung der Zelle an sich relevant.

Es besteht hauptsächlich aus drei Bestandteilen, den Mikrofilamenten, den Intermediärfilamenten und den Mikrotubuli.

• Während Mikrofilamente und Intermediärfilamente hauptsächlich für die Stabilisierung der Zelle verantwortlich sind, sind die Mikrotubuli überwiegend für den Transport von Stoffen zuständig.

Mikrotubuli sind die größten Bausteine des Cytoskeletts. Sie sind etwa 15 nm groß, während Intermediärfilamente etwa 10 nm groß sind und Mikrofilamente lediglich 7 nm im Durchschnitt messen.

Kommt es zu Störungen in dem Cytoskelett, kann das zu Krankheiten wie der Duchenne Muskeldystrophie (DMD) führen.