Zellskelett

Letztere werden benötigt, um die Polymere zu steuern, denn z. B. müssen Vernetzung, Bündelung, Länge der Filamente, Transporte und die Spannung der Zelle gesteuert werden. Diese Strukturen sind ständigen Veränderungen unterworfen, d. h sie werden auf- und abgebaut, was sie anfällig für Eingriffe von außen macht. Das Zellskelett verleiht der Zelle Stabilität und Form und darüber hinaus hat es noch weitere Funktionen bei Bewegungen, intrazellulä
rem Transport von Nährstoffen und bei Zellteilung und -differenzierung. Man unterscheidet 3 zytoplasmatische und 2 membrangebundene Filamentsysteme. Die assoziiertenProteine arbeiten innerhalb der Systeme; sie stellen Bindungen zwischen den Filamenten her und regulieren Abläufe.

Filamente sind lange Proteinfasern (Polymere), die aufgrund verschiedener Durchmesser in drei Gruppen der eingeteilt werden: Mikro-, Intermediär- und Tubulin-Filamente (6–8, 10 und 25 nm). Zu den kleinsten gehört das Aktin, das eines der häufigsten Proteine in höheren Zellen darstellt. Aktine sind Bausteine der Mikrofilamente. Sie sind nötig für die mechanischen Eigenschaften der Zelle und ist beteiligt an der Zellteilung und -wanderung. In einigen Zellen haben Mikrofilamente statische (strukturgebende), in anderen dynamische Funktion (Muskelbewegung, Zellwanderung, Phagozytose, Verschmelzung von Ei- und Samenzelle). So genannte Motorproteine (Kinesin, Myosin, Tubulin) gleiten wie auf Schienen, die von anderen fädigen Strukturproteinen gebildet werden, durch die Zelle und transportieren Nähr- und Botenstoffe. Keratine sind Strukturproteine der Intermediär-Filamente und sind ein wichtiger Bestandteil des Zytoskeletts (Zytokeratin). Mikrotubuli als die größten Filamente sind kleine Röhrchen, die aus Polymeren von Tubulinmolekülen gebildet werden. Die Mikrotubuli sind bei Bewegung und Zellteilung von Bedeutung. Sie bilden den Spindelapparat, der bei der Zellteilung die Chromosomen auseinander zieht. Er wird bei jeder Zellteilung neu aufgebaut und am Ende wieder abgebaut. Wird die Bildung des Spindelapparates gestört, werden die Chromosomen nicht korrekt verteilt, was genetische Schäden bei den Nachkommenzellen bzw. den Individuen zur Folge hat.