Zwischenfilamente sind unlösliche Proteine, die das Zytoskelettsystem einer Zelle bilden, das innere Gerüst, das einer Zelle ihre Form verleiht. Diese Proteine kommen in fast allen vielzelligen Organismen vor. Es gibt drei Grundtypen von Filamenten: dünne Filamente, die normalerweise einen Durchmesser von etwa 8 Nanometern (nm) haben; Zwischenfilamente, die im Durchschnitt etwa 10 nm betragen; und Mikrotubuli, die etwa 25 nm messen. Zwischenfilamente sind aufgrund ihrer Unlöslichkeit typischerweise stabil und haltbar; Sie finden sich oft in Zellen, die viel Stress aushalten, wie Haut, Muskeln, Haaren und Nägeln oder bei manchen Tieren in Krallen.
Es gibt fünf Arten von Zwischenfilamenten, die nach ihren Proteineigenschaften kategorisiert sind. Typ I enthält saure Keratine und Typ II enthält basische Keratine. Sowohl Typ-I- als auch Typ-II-Filamente finden sich in Epithelzellen, die auch Haare und Nägel bilden. Keratin-Zwischenfilamente bilden Verbindungen, die Zellen miteinander verbinden und Paare bilden, die aus einem basischen und einem sauren Keratinprotein bestehen.
Intermediäre Filamente vom Typ III können eines von vier verschiedenen Proteinen umfassen. Desmin-Proteine finden sich sowohl in glatten als auch in quergestreiften Muskelzellen, einschließlich der Herzmuskeln. Gliafibrilläres saures Protein (GFAP) kommt in Neurogliazellen im Gehirn und Rückenmark vor. Andere Teile des peripheren Nervensystems enthalten Peripherin-Proteine, und das Vimentin-Protein kommt in Fibroblasten oder weißen Blutkörperchen und der dünnen Zellschicht vor, die das Innere der Blutgefäße auskleidet.
Neurofilamente, das sind Proteine, die in Neuronen vorkommen, bilden den Typ IV. Neurofilamente bestehen aus drei ineinander verschlungenen Protofibrillen und sind die am häufigsten vorkommenden Fasern von Axonen, den langen Fasern von Nervenzellen. Diese Art von Zwischenfilament bestimmt den Durchmesser von Axonen und Dendriten, den astartigen Enden des Neurons, die elektrische Signale übertragen.
Intermediäre Filamente vom Typ V sind Lamins oder faserige Proteine, die im Zellkern vorkommen. Im Gegensatz zu den anderen Typen, die alle als Zytoskelett angesehen werden, sind Typ-V-Filamente nukleoskelettal – die Lamins bilden ein Netz innerhalb der inneren Membranen, die den Zellkern umgeben. Lamine sind an mehreren wichtigen Funktionen beteiligt, einschließlich der DNA-Synthese und dem Auf- und Abbau der Membranen, die den Zellkern während der Zellteilung umschließen.
Trotz der chemischen und Proteinunterschiede in jeder Art von Zwischenfilament spielen sie alle eine ähnliche Rolle bei der Bereitstellung eines strukturierten Rahmens für Zellen. Mutationen in intermediären Filamenten können verschiedene Krankheiten verursachen, darunter Epidermolysis bullosa simplex, eine blasenbildende Hauterkrankung, und amyotrophe Lateralsklerose (ALS), die auch als Lou-Gehrig-Krankheit bekannt ist.