アクチンフィラメントと微小管の決定的な違いは、アクチンが作る最小の糸状タンパク質がアクチンフィラメントで、微小管が作る最大の糸状タンパク質が微小管であることである。

細胞骨格は、細胞の骨格であり、細胞の構造と支持を担っている。細胞質内の必須成分である。動物細胞では、細胞骨格はマイクロフィラメント、微小管、中間フィラメントの3つの主要なタンパク質から構成されている。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. アクチンフィラメントとは 3. 微小管とは 4. アクチンフィラメントと微小管の類似点 5. 並べて比較 - アクチン微小管 vs 表現型微小管 6. まとめ

アクチンフィラメントは何ですか？

アクチンフィラメントは、マイクロフィラメントとも呼ばれ、細胞骨格に見られる最も細いタンパク質フィラメントである。アクチンというタンパク質で構成されている。直径は約6ナノメートル。長い螺旋状の鎖のように並んでいる。また、アクチンフィラメントには、構造的に異なる2つの端（正端と負端）がある。アクチンフィラメントは、筋肉細胞内のミオシンという別の種類のフィラメントに沿ってスライドする。このように、筋肉細胞では、アクチンフィラメントとミオシンの両方がミオカインを形成し、筋収縮に重要な役割を担っている。

図01：アクチンフィラメント

アクチンフィラメントは、筋収縮の役割に加え、細胞内で多くの重要な機能を担っている。動物の細胞分裂では、アクチンとミオシンからなるリングが、細胞を2つの新しい娘細胞に押し出す。さらに、細胞皮質の下にあるアクチンフィラメントのネットワークが、細胞に形と構造を与えている。

微小管は何ですか？

微小管は、細胞骨格の中で最も大きなタンパク質フィラメントである。マイクロチューブリンというタンパク質で構成されている。マイクロチューブリンには、α-マイクロチューブリンとβ-マイクロチューブリンの2つのサブユニットがある。13本のプロトフィラメントが寄り集まって、微小管と呼ばれる中空のストロー状の構造体を形成する。直径は約25ナノメートル。微小管は、マイクロチューブリンを追加したり削除したりすることで、成長したり縮んだりすることができます。微小管の両端は、プラス端とマイナス端と呼ばれています。

図02：マイクロチューブ

基本的に微小管は、細胞に強さを与えています。さらに、微小管は、細胞がストレスに抵抗するのを助ける。また、細胞分裂の際には、紡錘体と呼ばれる構造体に集合する。

アクチンフィラメントと微小管の共通点

• アクチンフィラメントと微小管は、3つの主要な細胞骨格成分の1つである。
• 糸状タンパク質で構成されている。
• 細胞への機械的な支持に関与している。
• アクチンフィラメントにも微小管にもプラス端とマイナス端があり、アクチン微小管と微小管は極性をもっている。
• 単量体タンパク質を加えたり取り除いたりすることで、急速に成長したり縮んだりすることができる。

アクチンフィラメントと微小管の違い

アクチンフィラメントと微小管は、細胞骨格を構成する2種類のタンパク質フィブリルである。アクチンフィラメントは、アクチンで構成される最小のフィラメントである。微小管は、微小管タンパク質で構成される最大のフィラメントである。これがアクチンフィラメントと微小管の重要な違いなんですね。また、アクチンフィラメントは細くて柔軟なのに対し、微小管は太くて硬い。また、アクチンフィラメントは固い棒状であるのに対し、微小管は中空のストロー状のチューブである。

下のインフォグラフィックは、アクチンフィラメントと微小管の違いをより比較的に表したものである。

概要 - アクチンフィラメント vs. 微小管

細胞骨格は、微小管、アクチンフィラメント、中間フィラメントから構成されている。微小管は3つの細胞骨格繊維の中で最も大きな繊維である。微小管タンパク質フィラメントで構成されている。これに対して、アクチンフィラメントは最も小さく、アクチンフィラメントが集まってできている。アクチンフィラメントは2本鎖の格子を持ち、細くしなやかなタンパク質フィラメントである。微小管は13本からなる中空の格子で、太く硬い。以上、アクチンフィラメントと微小管の違いについてまとめてみました。

引用

1「微小管、フィラメント｜サイタマで学ぶ科学」。Nature.com 2020, 2 "細胞骨格(論文)|Khan Academy".カーンアカデミー、2020年