Cytologie

Cytoskelett

In diesem Beitrag erklären wir dir, was ein Cytoskelett ist und wie sein Aufbau und seine Funktion in der Zelle aussehen.

Du willst den Inhalt dieses Beitrags noch schneller verstehen? Dann schau dir gerne unser passendes Video zum Thema an.

Inhaltsübersicht

Cytoskelett einfach erklärt

Das Cytoskelett ist ein Zellorganell in eukaryotischen Zellen. Die Prokaryoten verfügen über kein Cytoskelett im eigentlichen Sinne, enthalten aber trotzdem ähnliche Proteinstrukturen.

Du kannst das Cytoskelett auch als Zellskelett oder Zytoskelett bezeichnen. Es beschreibt dabei ein Netzwerk im Cytoplasma , das aus mehreren Proteinen und länglichen Filamenten aufgebaut ist. Seine drei Hauptbestandteile in den Eukaryoten sind die Mikrotubuli , die Mikrofilamente und die Intermediärfilamente. Diese kannst du dir als Fäden aus Proteinen mit einem unterschiedlichen Durchmesser vorstellen.

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Cytoskelett mit Bestandteilen

Die wichtigste Aufgabe des Cytoskeletts ist es, der Zelle eine mechanische Stabilität zu verleihen. Es ist also auch innerhalb deines Körpers dafür verantwortlich, dass sich deine Zellen nicht stark verformen können. Außerdem ist es für den Stofftransport und die Bewegung (Motilität) der gesamten Zelle zuständig.

Definition

Das Cytoskelett (en. cytoskeleton) ist ein Netzwerk im Cytoplasma aus verschiedensten Proteinen. In den Eukaryoten besteht es vor allem aus den Mikrotubuli, den Mikrofilamenten und den Intermediärfilamenten. Seine Aufgaben bestehen in der mechanischen Stabilisierung , im Stofftransport und in der aktiven Bewegung der Zelle.

Cytoskelett Aufbau

Der Aufbau des Zytoskeletts unterscheidet sich in den Eukaryoten und den Prokaryoten. Jedoch unterscheidet sich sein Aufbau innerhalb der Pflanzenzelle und der Tierzelle relativ wenig.

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Aufbau des Cytoskeletts

Eukaryotisches Cytoskelett

Das eukaryotische Zytoskelett besteht aus drei Bestandteilen/Filamenten. Ein Filament kannst du dir als eine dünne, fadenförmige Struktur aus Proteinen vorstellen.

Die drei Bestandteile sind die Mikrotubuli, die Mikrofilamente und die Intermediärfilamente.

Die Mikrotubuli sind die größten Bestandteile des Cytoskeletts. Sie sind zwischen 15 und 25 nm groß. Zusammengesetzt sind die Mikrotubuli aus dem runden Protein namens Tubulin.

Schau dir gerne unseren Beitrag zu den Mikrotubuli an, um dir ein genaueres Bild von ihrem Aufbau und ihren weiteren Funktionen zu machen.

Die zweite Filamentgruppe sind die sogenannten Mikrofilamente oder auch Aktinfilamente genannt. Sie sind mit einer Größe von nur etwa 6 nm die kleinsten der drei Filamente.
Wie der Name Akinfilament schon sagt, besteht es zum Großteil aus dem Strukturprotein namens Aktin. Aktin ist eines der häufigsten Proteine in Eukaryoten.

Der dritte Bestandteil des Cytoskeletts sind die Intermediärfilamente. Diese haben einen Durchmesser von etwa 9 nm. Die Bezeichnung „intermediär“ kommt daher, dass ihr Durchmesser zwischen dem der Mikrotubuli und dem der Mikrofilamente liegt.
Intermediärfilamente sind aus sogenannten Monomeren aufgebaut. Diese kannst du dir als sehr reaktionsfähige Moleküle vorstellen. Zwei um sich selbst gewundene Monomere bilden ein Dimer. Wenn sich zwei Dimere aneinander lagern, bildet sich ein Tetramer. Das Intermediärfilament ist eine Gruppe dieser Tetramere.

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Intermediärfilamtente, Mikrofilamente und Mikrotubuli

Prokaryotisches Cytoskelett

Die Prokaryoten besitzen im eigentlichen Sinne kein klassisches Cytoskelett. Innerhalb ihres Cytoplasmas enthalten sie jedoch Proteine, die denen des eukaryotischen Cytoskeletts ähneln. Somit sind die Proteinfilamente der Prokaryoten auch mit den Mikrotubuli, den Mikrofilamenten und Intermediärfilamenten verwandt.

Insbesondere der Aufbau der Mikrotubuli in den Eukaryoten und der der „mikrotubuli-ähnlichen“ Strukturen in den Prokaryoten unterscheidet sich. Während die Mikrotubuli Schichten mit jeweils 13 Protofilamenten enthalten, besitzen die „mikrotubuli-ähnlichen“ Organellen der Prokaryoten nur 5.

Eukaryoten, Prokaryoten, Cytoskelett
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Eukaryotisches und prokaryotisches Cytoskelett

Cytoskelett Funktion

Der Aufbau des Cytoskeletts hängt direkt mit seinen Funktionen innerhalb der Zelle zusammen.

Seine Hauptaufgaben sind es, der Zelle ihre typische Struktur und mechanische Stabilität zu geben und Stoffe zu transportieren. Trotzdem kannst du diese Funktionen nochmals näher für die einzelnen Hauptbestandteile beschreiben.

Die Mikrotubuli sind zu einem Großteil für den Stofftransport innerhalb des Zytoskeletts verantwortlich. Sie sind dabei in der Lage, Vesikel durch die Zelle zu transportieren. Außerdem sind sie für den Ausbau des Spindelapparates in der Mitose und der Meiose verantwortlich.

Die Mikrofilamente/Aktinfilamente stabilisieren die Form deiner Zellen. Weiterhin können sie durch ihr Aktin verschiedene Membranausbuchtungen in ihrer Form halten. Unter einer Membranausbuchtung kannst du dir fadenförmige Zellfortsätze vorstellen. Diese dienen zur Oberflächenvergrößerung der Zellen und somit einem besseren Stoffaustausch. In den Tierzellen sind die wahrscheinlich wichtigsten Membranausbuchtungen die Mikrovilli .

Cytoskelett, Mikrovilli
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Mikrovilli

Eine weitere Aufgabe der Aktinfilamente findest du in deinen Muskeln wieder. Innerhalb deiner Muskelzellen liegen besonders viele Aktinfilamente. Diese tragen dazu bei, dass du deine Muskeln beim Sport anspannen (Kontraktion) oder entspannen (Relaxation) kannst.

Die Intermediärfilamente haben den größten Einfluss auf die mechanische Stabilität der Zelle. Außerdem stehen sie mit den Mikrotubuli und den Aktinfilamenten ständig in Verbindung und tauschen Informationen in Form von Proteinen aus. Dadurch können sie diese regulieren und steuern.

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