Faserförmige Proteine und Polymere sind universelle Bausteine über biologische Skalen hinweg – von molekular bis organismisch – und ermöglichen Struktur, Bewegung, Kommunikation und Verteidigung.
Verschiedene Rollen
Strukturelle Unterstützung
- Kollagen (I, II, III, IV, etc.): Zugfestigkeit von Haut, Knochen, Sehne, Knorpel, Basalmembran.
- Elastin: Elastischer Rückzug in Arterien, Lungen, Haut.
- Keratin: Epitheliale Barriere (Haare, Nägel, Haut).
- Cellulose/Chitin: Pflanzenzellwände, pilzliche/Exoskelett-Struktur.
Muskelkontraktion
- Aktin (dünn) + Myosin (dick): Schiebefilamentmechanismus in Skelett-, Herz-, glatter Muskulatur.
- Titin: Riesige Feder für passive Elastizität.
Zellmotilität und Form
- Mikrofilamente (Aktin): Lamellipodien, Filopodien, Zytokinese, Endozytose.
- Mikrotubuli (Tubulin): Mitotischer Spindel, intrazellulärer Transport (Kinesin/Dynein), Zilien/Flagellen.
- Intermediate Filamente (Vimentin, Keratine, Lamins): Mechanische Integrität, Kerngerüst.
Signaltransduktion und Mechanosensing
- Integrin-Zytoskelett-Verbindungen leiten extrazelluläre Matrixkräfte → intrazelluläre Signalgebung (FAK, YAP/TAZ).
- Primäre Zilien (mikrotubuli-basiert) spüren Strömung, Licht, Morphogene.
Sensory Transduktion
- Stereozilien (Aktin) in Haarzellen → Hören/Balance.
- Photorezeptor-Außenabschnitte (modifizierte Zilien) → Sehen.
Transport und Clearance
- Zilien/Flagellen: mukoziliäre Clearance (Atemwege), Liquorfluss, Nodalfluss (embryonale LR-Asymmetrie).
- Axonaler Transport: Mikrotubuli als Schienen für Vesikel, Organellen.
Adhäsion und Immunität
- Fibronectin, Laminin (ECM-Fasern) vermitteln Zelladhäsion, Migration.
- Fibrin (Fibrinogen-Polymer) – Gerinnungsbildung.
- Neutrophile Extrazelluläre Fallen (NETs) – Chromatinfasern fangen Pathogene.
Isolation
- Myelin (kompaktierte Gliazellmembranen) – saltatorische Leitung.
Fasern sind fundamental für die Architektur und Dynamik des Lebens.
