4.5 Frumugrindin

Hæfniviðmið

Að þessum hluta loknum munt þú geta gert eftirfarandi:

• Lýst frumugrindinni
• Borið saman hlutverk örþráða, milliþráða og örpípla
• Borið saman og greint á milli bifhára og svipna
• Tekið saman muninn á hlutum dreifkjörnungafrumna, dýrafrumna og plöntufrumna

Ef þú myndir fjarlægja öll frumulíffæri úr frumu, væru þá frumuhimnan og umfrymið einu hlutarnir sem eftir stæðu? Nei. Innan umfrymisins væru enn jónir og lífrænar sameindir, auk nets próteinþráða sem hjálpa til við að viðhalda lögun frumunnar, festa sum frumulíffæri í ákveðnum stöðum, gera umfrymi og flutningsbólum kleift að hreyfast innan frumunnar og gera frumum í fjölfruma lífverum kleift að hreyfast. Vísindamenn kalla þetta net próteinþráða sameiginlega frumugrind. Það eru þrjár gerðir þráða í frumugrindinni: örþræðir, milliþræðir og örpíplur (mynd 4.22). Hér munum við skoða hverja fyrir sig.

Örþræðir

Af þessum þremur gerðum próteinþráða í frumugrindinni eru örþræðirnir mjóastir. Þeir virka í frumuhreyfingum, eru um 7 nm í þvermál og eru gerðir úr tveimur samtvinnuðum þráðum hnattlaga próteina, sem við köllum aktín (mynd 4.23). Af þessum sökum köllum við örþræði einnig aktínþræði.

ATP knýr aktín til að setja saman þráðlaga form sitt, sem þjónar sem spor fyrir hreyfingu hreyfipróteins sem við köllum mýósín. Þetta gerir aktíni kleift að taka þátt í frumuferlum sem krefjast hreyfingar, svo sem frumuskiptingu í heilkjörnungafrumum og umfrymisstreymi, sem er hringhreyfing umfrymis í plöntufrumum. Aktín og mýósín eru ríkjandi í vöðvafrumum. Þegar aktín- og mýósínþræðirnir þínir renna framhjá hver öðrum, dragast vöðvar þínir saman.

Örþræðir veita frumunni einnig nokkra stífni og lögun. Þeir geta affjölliðast (sundrast) og endurmyndast hratt, sem gerir frumu kleift að breyta lögun sinni og hreyfast. Hvít blóðkorn (sýkingavarnarfrumur líkamans) nýta sér þennan hæfileika vel. Þau geta farið á sýkingarstað og gleypt sýkilinn.

Tengill í námsefni

Til að sjá dæmi um hvítt blóðkorn að verki, horfðu á stutt myndband sem sýnir frumuna fanga tvær bakteríur. Hún gleypir eina og fer síðan yfir á hina.

Milliþræðir

Nokkrir þræðir af þráðlaga próteinum sem eru vafðir saman mynda milliþræði (mynd 4.24). Þessir hlutar frumugrindarinnar fá nafn sitt af þeirri staðreynd að þvermál þeirra, 8 til 10 nm, er á milli þvermáls örþráða og örpípla.

Milliþræðir hafa ekkert hlutverk í hreyfingu frumna. Hlutverk þeirra er eingöngu byggingarlegt. Þeir þola tog, viðhalda þannig lögun frumunnar, og festa kjarnann og önnur frumulíffæri á sínum stað. mynd 4.22 sýnir hvernig milliþræðir mynda stoðgrind inni í frumunni.

Milliþræðirnir eru fjölbreyttasti hópurinn af hlutum frumugrindarinnar. Nokkrar gerðir þráðlaga próteina eru í milliþráðunum. Þú þekkir líklega best keratín, þráðlaga próteinið sem styrkir hárið þitt, neglurnar og yfirhúðina.

Örpíplur

Eins og nafnið gefur til kynna eru örpíplur litlar holar pípur. Fjölliðaðar tvíliður af α-túbúlíni og β-túbúlíni, tveimur hnattlaga próteinum, mynda veggi örpíplunnar (mynd 4.25). Með um 25 nm þvermál eru örpíplur breiðustu hlutar frumugrindarinnar. Þær hjálpa frumunni að standast þrýstikrafti, veita braut sem flutningsbólur hreyfast eftir í gegnum frumuna, og draga tvöfaldaða litninga að gagnstæðum endum frumu sem er að skipta sér. Eins og örþræðir geta örpíplur sundrast og endurmyndast hratt.

Örpíplur eru einnig byggingareiningar svipna, bifhára og deilikorna (þau síðarnefndu eru tveir hornréttir hlutar deilikornamiðjunnar). Í dýrafrumum er deilikornamiðjan upptökusvæði örpípla. Í heilkjörnungafrumum eru svipur og bifhár nokkuð ólík að byggingu frá hliðstæðum þeirra í dreifkjörnungum, eins og við ræðum hér að neðan.

Svipur og bifhár

Þrátt fyrir mun á lengd og fjölda deila svipur og bifhár sameiginlegri uppröðun örpípla sem kallast „9 + 2 niðurröðun“. Þetta er viðeigandi nafn vegna þess að ein svipa eða eitt bifhár er gert úr hring af níu örpíputvíliðum, sem umlykja eina örpíplutvílið í miðjunni (mynd 4.26).

Þú hefur nú lokið víðtækri yfirferð yfir hluta dreifkjörnunga og heilkjörnungafrumna. Fyrir samantekt á frumuhlutum í dreifkjörnunga og heilkjörnungafrumum, sjá töflu 4.1.