Yakın zamana kadar sitoplazmanın sıvı kısmının jel benzeri şekilsiz bir madde olduğu düşünülüyordu. Mikroskop ve araştırma tekniklerindeki gelişmeler, canlılık özelliği gösteren tüm hücrelerin (özellikle ökaryotik hücrelerin) iç yapısının tahmin edilenden yüksek bir organizasyona sahip olduğunu ortaya koydu. Bu organizasyonu sağlayan etkenlerden biri de hücre iskeletidir.
Hücre İskeleti, bakteriler ve arkea dahil tüm hücrelerin sitoplazmasında bulunan, hücre çekirdeğinden hücre zarına uzanan ve protein filamentlerinin birbirine bağlayan kompleks ve dinamik bir ağdır. Farklı organizmaların hücre iskeleti sistemleri benzer proteinlerden oluşur. Hücre iskeletinin yapısı, işlevi ve dinamik davranışı organizma ve hücre tipine bağlı olarak çok farklı olabilir. Aynı hücre içinde bile hücre iskeleti, diğer proteinlere ve ağın önceki geçmişine bağlı olarak farklı özellikler gösterebilir.
Önemli Not: Birçok yerde karşımıza “Prokaryot hücrelerde hücre iskeleti elemanları bulunur mu?” sorusu geliyor. Cevap; evet, tüm hücrelerde hücre iskeleti elemanları bulunur. Canlılık özelliği gösteren tüm hücrelerde hücre iskeleti bulunması zorunludur. Aksi halde hücrenin yaşamına devam etmesi, varlığını sürdürmesi imkansız olacaktır. Buradaki püf nokta ökaryotik canlıların hücre iskelet elemanları ile prokaryotik canlıların hücre iskelet elemanlarının farklı olmasıdır. Bizim aşağıda değineceğimiz konu ökaryotik canlıların hücre iskelet sistemi ile ilgili olacaktır. Daha fazla bilgi için buradaki (tıkla) bilimsel makaleyi okumanızı tavsiye ediyorum.
Hücre iskeletinin çok sayıda görevi vardır. Ana görevleri arasında hücreye şekil vermek, mekanik etkilere karşı direnç kazandırmak ve hücre dışındaki bağ dokuya ve diğer hücrelere bağlanarak tüm dokuları stabilize etmektir. Hücre iskeleti ayrıca büzülerek hücre ve hücre çevresinin şeklini değiştirir ve hücre göçüne (belirli bir amaç için değişim göstermiş hücrelerin görev bölgelerine ilerlemesi) olanak sağlar. Ökaryotik canlılarda hücre iskeleti; proteinlerden oluşan mikrofilament, ara filament ve mikrotübül olmak üzere üç gruba ayrılır. Hücre iskeleti görseli için (burayı) tıklayınız.
Mikroflamentler (Aktin Flamentler): Kas doku liflerinin (aktin ve miyozin) kısalıp uzamasında, amipte yalancı ayak oluşumunda, besinlerin emiliminde (mikrovillus oluşumunda), endositoz ve ekzositoz hareketlerini sağlama (büyük moleküllerin alınması) ve hayvan hücrelerindeki sitokinezin boğumlanma ile gerçekleşmesinde görev alır. Hücre iskeletinin en ince filamentidir. Mikrofilamentler hücre içerisinde sayıca az olmasına karşın kas hücrelerinde oldukça gelişmiş bir yapıya sahiplerdir. Kas hücrelerinde iki proteini içeren iki çeşit mikroflament vardır. Birinci mikrofilament aktin adı verilen bir çeşit protein taşır. İkinci mikrofilament ise miyozin adı verilen diğer bir çeşit proteini içerir. İçerdikleri proteinlerle birbirinden farklılaşmış bu mikrofilamentler, mekanik ve kimyasal etkileşimlerle birbirleri üzerinde kayarak içinde bulundukları kas hücresinin hareketini sağlarlar.
Ara (İntermediyer) Flamentler: Mikroflamentlerden daha kalın, mikrotübüllerden daha ince olan bir hücre iskeleti elemanıdır. Farklı tipteki protein iplik yapılarının birbiri üzerine sarılmasıyla oluşur. Diğer ikisinden (mikrotübül ve mikroflament) daha kararlıdır. Hücre şeklinin ve hücre içi yapıların sabitlenmesinde görev alır. Örneğin; çekirdeğin hücre içindeki yerinin sabitlenmesini ara filamentler sağlar. Keratin yapılı ara flamentler deri hücreleri arasında bağ kurarak dokunun dış etkenlere karşı dayanıklılığını arttırır. Keratin, saç, tırnak gibi yapılarda bulunur.
Mikrotübüller: Hücre iskeletini oluşturan yapılardan olup, reseptörleri tutarlar veya serbest bırakırlar. Protein yapıda olup, uzun, içi boş silindirik yapılardır. Mikrotübüller, ökaryotlara özgüdür. Hücre şeklinin belirlenmesinde, hücrelerin ve hücre içindeki organellerin yer değiştirmesinde, mitoz sırasında (hücre bölünmesi) kromozomların ayrılmasında görev alır. Mikrotübüllerin belli başlı görevleri ise sentriyollerin, sillerin ve kamçıların yapısal unsurlarını oluşturmaları şeklinde sıralanabilir. Bunlardan başka kan pulcukları (trombosit) ile daha birçok hücrede iskelet sistemini oluştururlar. Sinir hücrelerinde ise madde iletiminde iş görürler. Ayrıca bitki hücrelerinde hücre duvarının yapısındaki selüloz liflerinin düzenlenmesinde rol oynarlar.
