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Das Zytoskelett ist ein dynamisches Netzwerk aus Proteinstrukturen, das der Zelle Form verleiht, Transporte ermöglicht und die Zellteilung durch Zentriolen organisiert.
Das Zytoskelett ist kein starres Gebilde, sondern ein hochdynamisches Gerüst aus Proteinfilamenten. Es erfüllt drei Hauptaufgaben: mechanische Stabilisierung, intrazellulärer Transport und die Koordination der Zellbewegung sowie Zellteilung. Man unterscheidet drei Haupttypen von Filamenten basierend auf ihrem Durchmesser: Mikrotubuli, Intermediärfilamente und Aktinfilamente.
Mikrotubuli sind mit einem Durchmesser von etwa 25 nm die dicksten Komponenten. Sie bestehen aus globulären Proteinen, den Tubulinen (Alpha- und Beta-Tubulin), die sich zu Röhren zusammensetzen. Sie fungieren als 'Schienen' für den Vesikeltransport mittels Motorproteinen (Kinesin und Dynein) und bilden die Basis für die Mitosespindel während der Zellteilung.
Zentriolen sind spezialisierte Strukturen aus Mikrotubuli. Ein Zentriol besteht aus neun Mikrotubuli-Tripletts (9x3-Struktur), die zylinderförmig angeordnet sind. Zwei rechtwinklig zueinander stehende Zentriolen bilden zusammen mit einer umgebenden Proteinmatrix das Zentrosom (auch MTOC - Microtubule Organizing Center genannt). Von hier aus wird das Wachstum der Mikrotubuli gesteuert.
Aktinfilamente, auch Mikrofilamente genannt, sind mit ca. 7 nm die dünnsten Fasern. Sie bestehen aus G-Aktin (globulär), das zu langen Ketten, dem F-Aktin (filamentös), polymerisiert. Sie liegen oft dicht unter der Zellmembran und sind entscheidend für die Zellform, amöboide Bewegungen, die Abschnürung bei der Zellteilung und bilden das Gerüst von Mikrovilli (Ausstülpungen zur Oberflächenvergrößerung).
Intermediärfilamente liegen mit ca. 10 nm Durchmesser größenmäßig in der Mitte. Im Gegensatz zu den anderen beiden sind sie sehr stabil und dienen primär der mechanischen Zugfestigkeit. Ein bekanntes Beispiel ist das Keratin in Hautzellen oder die Lamine, die den Zellkern von innen stabilisieren. Sie sind weniger dynamisch und bestehen aus verschiedenen fibrillären Proteinen.
Zusammenfassend lässt sich das Zytoskelett wie eine Baustelle vorstellen: Die Mikrotubuli sind die Kräne und Schienen, die Aktinfilamente sind die flexiblen Seile und die äußere Hülle, und die Intermediärfilamente sind die massiven Stahlträger, die alles zusammenhalten.
