האם לתאים יש שלד?

דברים רבים בעולם מתאפיינים בסדר מסוים ובצורה ייחודית. לגורד שחקים יש מבנה שנתנו לו האדריכלים והבנאים, למטוס יש צורה אווירודינמית, וגם לתאי הגוף יש מבנה משלהם. במקרים רבים הצורה קריטית לתפקוד: גורד שחקים לא יעמוד יציב אם לא ייבנה כהלכה ומטוס ללא כנפיים לא יצליח להישאר באוויר. בדומה להם, גם תא ללא מבנה מסודר יתקשה מאוד לשרוד.

כדי לאפשר את הסדר הזה יש לתא שלד (ציטוסקלטון): רשת סבוכה של סיבים דקים שעוביים נע בין ננומטרים (מיליארדיות המטר) בודדים לעשרות ננומטרים. הרשת הזאת היא התשתית שעליה בנוי התא. היא שומרת את האברונים, המבנים הקטנטנים בתוך התא, במקומם ומונעת מהם לצוף בנוזל התוך-תאי ולנדוד ממקום למקום. בנוסף היא משמשת גם  כמעין רשת של פסי רכבת שחומרים ואברונים נעים עליהם באופן מסודר ברחבי התא החי.

רשת המספקת גם שלד מבני וגם תשתית להעברת חומרים בתוך התא. שלד התא | הדמיה: Science Photo Library

שלד התא מורכב משלושה מרכיבים עיקריים. הראשון הוא המיקרופילמנטים, כמה סוגים של סיבים דקים וגמישים אשר הנפוץ מביניהם עשוי מהחלבון אקטין. סיבי האקטין פרושים לאורך התא ולרוחבו, ויש בהם הסתעפויות, התארכויות מקומיות ומבנים נוספים שיוצרים בקרום התא פינות, בליטות וקיפולים. הצירוף של כל אלה קובע את צורת התא ומבנהו. סיבי אקטין ממלאים תפקיד חשוב גם בכיווץ תאי שריר.

המרכיב השני הוא גלילים שנקראים מיקרוטובולים. אפשר להתייחס אליהם בתור מסילת הרכבת הראשית שעליה נעות סחורות ברחבי התא: אברונים שצריכים להגיע ממקום למקום, חלבונים שנחוצים במקום מסוים ועוד. הסיבים האלה עבים יחסית ומורכבים משתי תת-יחידות שנקשרות ביניהן תמיד באותו כיוון, של ראש לזנב, כך שהמבנה שלהם קוטבי: צד "חיובי" שצומח במהירות וצד "שלילי" שגדל לאט יותר. המבנה הזה מסייע לארגן את התנועה לאורך המסילה, שכן חלבונים מסוימים יכולים לנוע רק בכיוון החיובי.

המרכיב השלישי הוא קורי הביניים – מגוון חלבונים בעובי בינוני, שממלאים תפקידים שונים ברחבי התא. אחד מהם הוא קרטין, והוא גם המרכיב העיקרי בשיער וחלק חשוב בשכבה החיצונית של העור. חלבון נוסף מהקבוצה הזאת נקרא למין. הוא מספק את השלד לגרעין התא, חלק התא בו נמצא ה-DNA, וממלא תפקיד גם בבקרה על האופן שבו הגנים שלנו באים לידי ביטוי בתא.

שלד התא מורכב מרשת סבוכה של סיבים דקים | תאי פיברובלסט בצביעה שמראה את השלד שלהם | Science Photo Library

סדקים בבניין

בשונה מבניינים ומטוסים, שהשלדים שלהם שומרים על צורה קבועה, שלד התא הוא דינמי ומשתנה בהתאם לצורכי התא. כשהתא מתחלק, השלד שלו מתפרק וכך התא יכול להימתח ולהתפצל לשני תאים כמעט זהים. המיקרוטובולים ממלאים תפקיד חשוב במיוחד בחלוקת התא, כיוון שהם מתחברים ל-DNA ומאפשרים לכל אחד מתאי הצאצא לקבל עותק שלם של החומר התורשתי שהיה בתא האם.

כשיסודות של בניין אינם חזקים ובנויים היטב, הבניין כולו עלול להיסדק ואף להתמוטט. בדומה לכך, שלד תא בלתי תקין עלול לגרום לשיבושים במבנה ובפעילות של התא, שעלולים להתבטא במחלות. שיבושים ביצירת האקטין יפגעו במבנה השריר, ולכן עלולים להוביל לחולשת שרירים, ואילו בעיות ביצירת קרטין פוגמות במבנה העור ומובילות לקמטים ולסדקים.

חקר שלד התא מסייע לנו לטפל במחלות כאלה ואולי אף למנוע אותן – אך זה לא הכול. אפשר לנצל את מבנה שלד התא כדי לעזור לחולים במחלות שאינן קשורות אליו ישירות. לדוגמה, יש תרופות אנטי-סרטניות שפוגעות בתפקוד של מיקרוטובולים בזמן חלוקת התא, וכך מונעות מה-DNA להתחלק בין שני תאי-הצאצא ומביאות למותם של התאים המתחלקים. היות ותאים סרטניים מתחלקים במהירות וללא בקרה, הם אלו שסופגים את עיקר הנזק.