eukariotyczny cytoszkielet jest siecią trzech długich systemów włókien, wykonanych z powtarzalnego montażu i demontażu dynamicznych składników białkowych. Podstawowe systemy włókien zawierające cytoszkielet to mikrotubule, włókna aktyny i włókna pośrednie. Tworzy wewnętrzną architekturę(patrz rysunek poniżej), aby nadać komórce kształt poprzez rozbudowane połączenie (s) do siebie, błony plazmatycznej i organelli wewnętrznych.
trzy główne składniki cytoszkieletu obejmują włókna aktyny (zwane również mikrofilamentami), mikrotubule i włókna pośrednie. Są to odrębne kompozycje strukturalne, które wykazują nieco inne, ale współzależne funkcje.
struktura cytoszkieletu jest modyfikowana przez adhezję do sąsiednich komórek lub do macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM). Siła i rodzaj tych zrostów są kluczowe dla regulacji montażu / demontażu elementów cytoszkieletu. Ta dynamiczna właściwość umożliwia ruch komórkowy, który jest regulowany przez siły (zarówno wewnętrzne, jak i zewnętrzne). Informacje te są wykrywane przez mechanosensory i rozpowszechniane za pośrednictwem cytoszkieletu, co prowadzi do sygnalizacji chemicznej i odpowiedzi.
chociaż podjednostki wszystkich trzech systemów włókien są obecne w całej komórce, różnice w strukturach podjednostek i siły przyciągania między nimi nadają każdemu systemowi zmienną stabilność i wyraźne właściwości mechaniczne. Te cechy wyjaśniają ich rozmieszczenie w poszczególnych strukturach i / lub regionach komórki. Liczne białka związane z cytoszkieletem pomagają również regulować przestrzenny i czasowy rozkład cytoszkieletu. Organizacja i montaż jednego systemu włókien zależy od innych w skoordynowany sposób dla większości funkcji komórkowych.
białka pomocnicze organizują włókna w struktury wyższego rzędu
sieciowanie włókien przez specyficzne silniki lub wielowartościowe białka wiążące (białka pomocnicze) zwiększa stabilność i tworzy struktury wyższego rzędu. Taka organizacja ułatwia generowanie długotrwałych sił skurczowych i czasami wspiera siły ściskające przy jednoczesnym zachowaniu dynamiki. Struktury te są połączone między komórkami poprzez połączenia, a tym samym ułatwiają mechanotransdukcję i skumulowaną odpowiedź na poziomie tkanki lub narządu(patrz dolny panel na rysunku poniżej i „mediatory mechanotransdukcji”, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat połączeń).
białka pomocnicze są krytyczną częścią sieci sygnałowej, która integruje sygnały zewnątrzkomórkowe i wewnątrzkomórkowe (np. siły, jony itp.) z modułem (- ami) zespołu cytoszkieletu. Mogą one być specyficzne dla niektórych rodzajów włókien. Np. fimbrina wiąże tylko włókna aktyny, podczas gdy inne, takie jak plektyna, są niespecyficzne.
czynniki dodatkowe mogą również pomóc w regulacji stabilności, właściwości mechanicznych i produkcji siły dla poszczególnych włókien w ramach większej struktury. Na przykład, fasina sieciuje włókna aktyny w sztywne wiązki, które mają wytrzymałość mechaniczną do generowania siły występującej, podczas gdy filamina sieciuje włókna aktyny w żelowe sieci, które są elastyczne i wytwarzają mniejszą siłę. Przykłady struktur cytoszkieletu wyższego rzędu:
wiązki kurczliwe występujące w komórkach mięśniowych: złożone z włókien aktyny i wielu białek pomocniczych – tropomiozyna stabilizuje włókna aktyny i reguluje związek miozyny w celu kontrolowania czasu skurczu.
centrum organizujące mikrotubule (MTOC) tworzy globalną organizację sieci mikrotubul w celu ustalenia polaryzacji i pozycjonowania organelli komórkowych.
lamina jądrowa: złożona z włókien pośrednich i wrzeciona mitotycznego (z mikrotubul). Blaszki są napięte mechanicznie z ciągłą siecią chromosomów i macierzy jądrowej.
włókna pośrednie tworzą również elastyczne kable od powierzchni komórki do środka, tworząc „klatkę” wokół jądra. Struktury te wyposażone w białka dodatkowe mają dodatkową sprężystość i wytrzymałość w stosunku do poszczególnych włókien. Np. filaggryna szczelnie łączy włókna keratynowe w górnej warstwie(warstwach) komórek skóry, zapewniając odporność na stres fizyczny i utratę wody. Bakterie przechowują podobne białka i włókna, jednak białka związane z włóknami różnią się znacznie między gatunkami i nie wiadomo, w jaki sposób ewoluowały z prokariotów do eukariotów.