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Lexikon der Biologie: intermediäre Filamente

intermediäre Filamente [von *intermed- , latein. filamentum = Fadenwerk], Intermediärfilamente, Abk. IF, 10-nm-Filamente, kräftige und dauerhafte Filamente, die Bestandteile des Cytoskeletts (Zellskelett) sind und Zellen Form und Festigkeit geben. Ihre Struktur entspricht der eines gewundenen Seils mit einem Durchmesser von 8–10 nm. Sie kommen besonders zahlreich in Zellen mit mechanischer Belastung, wie Epithelzellen (Epithel), vor, in denen sie quer durch die Zelle von Membran zu Membran ziehen und so die Zelle stabilisieren. Die Untereinheiten der intermediären Filamente sind filamentäre Proteine, die überlappend nebeneinander liegen. Allen Bausteinen von intermediären Filamenten ist eine konservierte zentrale α-helikale Domäne gemeinsam, die 3 kurze, nicht helikale Abschnitte enthält, sowie N- und C-terminale Bereiche variabler Länge. Die grundlegende Untereinheit des intermediären Filaments besteht aus den α-helikalen Domänen zweier Polypeptidketten, die ein Dimer bilden, indem sie parallel aneinandergelagert in einer Linksschraube einander umwinden (coiled coils). Diese meist homodimeren α-Helix-Paare bilden die Grundbausteine der Filamente. Paare solcher Dimere lagern sich ihrerseits gegenläufig zu Tetrameren zusammen, und diese reihen sich zu Protofilamenten aneinander. 2 solche Protofilamente bilden eine Protofibrille, 8 Protofilamente (bzw. 4 Protofibrillen) bilden schließlich das eigentliche 10-nm-Filament. Der Auf- und Abbau von intermediären Filamenten wird in den meisten Fällen durch Phosphorylierungen, z.B. mittels Proteinkinasen wie PKA oder PKC, und Dephosphorylierungen reguliert. Intermediäre Filamente sind gewebe- und entwicklungsspezifisch. Die heterogene Familie wird heute in 5 Typen untergliedert ( ä vgl. Infobox und ä Abb .). Die Organisation der intermediären Filamente ist vor allem von Wechselwirkungen mit Mikrotubuli abhängig; eine Zerstörung des Mikrotubulinetzes hat auch einen Zusammenbruch des Netzes der intermediären Filamente zur Folge. Dies wird besonders deutlich in den bis meterlangen Axonen von Nervenzellen, in denen Neurofilamente zusammen mit Mikrotubuli die strukturgebenden Komponenten sind. In Epithelzellen sind die Keratine für die große Reißfestigkeit der Zellen verantwortlich, indem sie als Zugtrajektorien die Desmosomen einer Zelle untereinander netzartig verbinden; sie werden dann auch als Tonofilamente bezeichnet. – Intermediärfilamente kommen nicht nur, wie bis vor kurzem angenommen, in Höheren Wirbeltieren, sondern auch bei Cyclostomata und fast allen wirbellosen Chordatieren vor. Dort sind sie vor allem in der Epidermis, in inneren Epithelien sowie zum Teil in Nerven- und Muskelzellen nachweisbar. Bei Arthropoden und in Pflanzenzellen konnten Intermediärfilamente bisher noch nicht nachgewiesen werden. Lokalisierung von mRNA.

S.Kl./P.E.



intermediäre Filamente

Vimentinfilamente in Gewebekultur-Zellen (PtK-Zellen), sichtbar gemacht durch indirekte Immunfluoreszenz

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