Филаменты

Филаменты (от позднелатинского filamentum — нить) — общее название для нитевидных белковых структур, находящихся внутри клетки в цитоплазме. Под электронным микроскопом выделяют три основных класса филаментов, различающихся по строению и функции:

• Микрофиламенты (тонкие филаменты) — самые тонкие (диаметр около 7 нм), состоят в основном из белка актина. Участвуют в движении клетки, изменении её формы, цитокинезе и мышечном сокращении.
• Толстые филаменты — имеют диаметр 10–25 нм и состоят преимущественно из белка миозина. Их основная роль — обеспечение мышечного сокращения, где они взаимодействуют с актиновыми микрофиламентами.
• Промежуточные филаменты (средние филаменты) — диаметром около 10 нм. Они не способны к сокращению и образованы различными белками в зависимости от типа ткани:
  • В эпителиальных клетках — из белков кератинового семейства (ранее называвшихся прекератинами), часто формируют плотные пучки, обеспечивающие механическую прочность.
  • В клетках соединительной ткани (например, фибробластах) — из белка виментина, образуя рыхлую сеть в цитоплазме.
  • В мышечных клетках — из белка десмина.
  • В нейронах — из специфичных белков (нейрофиламентов), которые участвуют в поддержании структуры аксона и аксонном транспорте.

Функциональная роль промежуточных филаментов в большинстве случаев связана с обеспечением механической прочности и устойчивости клетки к растяжению, а также с закреплением клеточных органелл в цитоплазме.

Современный контекст

Современная клеточная биология рассматривает цитоскелет — комплекс филаментозных структур — как динамическую систему, критически важную для деления, движения, внутриклеточного транспорта и передачи сигналов. Классификация и понимание функций промежуточных филаментов значительно углубились. Известно, что они представлены большим семейством белков (более 70 генов у человека), чьё выражение строго зависит от типа клетки и её дифференцировки. Мутации в генах промежуточных филаментов (особенно кератинов и ламинов) лежат в основе целого ряда серьёзных заболеваний человека, таких как буллёзный эпидермолиз, некоторые формы кардиомиопатии и прогерия (исследования конца XX — начала XXI века).