Mikrotubule

Rozmawiamy z tobą o mikrotubule, jednym z trzech włókien cytoszkieletu, wyjaśniamy aspekty jego struktury i jego głównych funkcji komórkowych

Mikrotubule są włóknami białkowymi złożonymi z różnych podjednostek dímeros globularnego białka tubuliny

Jakie są mikrotubule?

Mikrotubule Są jednym z trzech rodzajów włókien, które stanowią cytoszkielet komórek eukariotycznych. Są to polimery różnych podjednostek białka kulistych znanego jako Tubulin I mają wiele funkcji w komórkach.

Cytoszkielet jest dynamiczną i złożoną siecią włókien białkowych, która zajmuje ważną część wnętrza komórkowego i daje komórki komórek strukturalnych i funkcjonalnych stabilności.

Powstaje trzy różne typy włókien białkowych: mikrofilamenty aktyny, włókna pośrednie i mikrotubule.

Mikrofilamenty są polimerami białka kulistych zwanego Actin a włókna pośrednie powstają włókniste białka różnych typów w zależności od tkanki i/lub rodzaju komórki, podczas gdy mikrotubule powstają przez podjednostki białka kulistych Tubulin.

Mikrotubule są najgrubszymi i najbardziej złożonymi z trzech włókien cytoszkieletu. Pomagają komórkom zdobyć swój kształt i polaryzację, podzielić się i różnicować, transportować cząsteczki przez ich wnętrze i przesuwać się lub przesuwać z jednego miejsca do drugiego.

Dalekie od bycia prostymi i statycznymi, mikrotubule są wyjątkowo dynamiczne i złożone, a komórki mają kilka populacji mikrotubuli do wykonywania niektórych zadań.

Niektóre mikrotubule są stale reorganizowane dzięki ich polimeryzacji i depolimeryzacji (ogólnie w zależności od energii zawartej w wiązaniach cząsteczek, takich jak GTP), podczas gdy inne są bardziej stabilne, na przykład te, które tworzą rzęsky, wici i aksony, na przykład.

Funkcje mikrotubul

Mikrotubule odgrywają fundamentalną rolę w stabilności strukturalnej i funkcjonalnej dynamice komórek eukariotycznych.

Uczestniczą w procesach tak różnorodnych, jak mobilność podziału i komórek, komunikacja i struktura. Poniżej zobaczymy niektóre z tych funkcji:

Są podstawową częścią cytoszkieletu

W ramach cytoszkieletu mikrotubule pomagają komórce utrzymać swój kształt i stabilność strukturalną, co jest niezbędne szczególnie dla komórek, które nie mają ściany komórkowej, takich jak komórki zwierzęce.

Może ci służyć: endocytoza za pośrednictwem receptora: proces i funkcje

Centra strukturalne formy rzęsek i wici

Rzęski i eukarionty są tworzone strukturalnie i funkcjonalnie przez mikrotubule, które są zorganizowane w strukturze zwanej akson, ma charakterystyczny wzór zwany „9+2”.

Wzór 9+2 jest tak nazywany, ponieważ jest to cylindryczne struktury złożone z 9 par połączonych mikrotubul, które otaczają kilka prostych mikrotubul w środku.

Białka motoryczne związane z tymi mikrotubuli (dieiny aksonemiczne) są odpowiedzialne za ich ruch, albo za przemieszczenie czołowych komórek (takich jak nasienie), albo za ruch substancji na powierzchni (jak w nabłonkach rzęskowych).

Pracują w komunikacji i transporcie komórek

Komórki używają mikrotubul - tak jak włókien aktyny - do przemieszczania cząsteczek z różnymi papierami funkcjonalnymi z jednej strony na drugą.

Istnieją dwa rodzaje białek motorycznych, które są związane z mikrotubulami: kinezyna i dinein. Kinezynowie są odpowiedzialne na przykład za transport błoniastych organelli cytozolowych i sprawiają, że „spaceruje” na mikrotubule.

Białko ruchowe Kinesina Jest to związane z mikrotubulami do transportu różnych rzeczy z jednej strony komórki na drugą. Jego struktura molekularna i działanie są takie, że wydaje się, że podjął „kroki” wzdłuż mikrotubul, trzymając obciążenie

Dieins działają zarówno w ruchu rzęsek, jak i wici (dienki aksonemiczne), jak i w transporcie organelli cytozolowych i cząsteczek RNA posłańca, pozycjonowania jądra podczas migracji komórek, jak i ustanowienie mitotycznego wrzeciona podczas podziału (cytosolowe).

Może ci służyć: Quilomicronones: Struktura, formacja, typy, funkcje

W komórkach nerwowych (neuronów), które mają ciało komórkowe -soma- a następnie długie projekcje błony plazmatycznej znanej jako Aksony, Mikrotubule działają jako autostrada do transportu obciążeń z jednej strony na drugą.

Organizacja komórkowa

Dzięki powiązanym białkom mikrotubule mają ważną funkcję jako organizatorów wewnątrzkomórkowych, ponieważ ich praca polega również na zamawianiu i/lub prawidłowym pozycjonowaniu organelli komórkowych, gdzie i kiedy są konieczne.

Mikrotubule są fundamentalne dla cytoszkieletu komórek, w których spośród wielu ich funkcji uczestniczą w organizacji różnych elementów rozmieszczonych przez cytoplazmatę

Aktywnie uczestniczą w podziale komórkowym

Podczas podziału komórek (przez mitozę lub mejozę) mikrotubule są zorganizowane w celu utworzenia wrzeciona mitotycznego, które zapewnia niezbędne maszyny do oddzielenia chromosomów po replikacji DNA, niezbędnym procesem mnożenia komórek.

Struktura mikrotubulów

Mikrotubule to nitkowate struktury białkowe, które powstają przez wiele kopii białka tubulinowego. W rzeczywistości są to „puste” cylindry utworzone przez niektóre zwane podkładkami podrzędnymi protofilamenty.

Oprócz tubuliny mikrotubule są również powiązane z dużą ilością białek „akcesoriów”, które utrzymują ich strukturę, a także uczestniczą w ich głównych funkcjach; Te białka są nazywane Białka związane z mikrotubulami.

Co to jest tubulina?

Wszystkie mikrotubule eukariotyczne są tworzone z Tubulin. Tubulina jest białkiem kulszowym złożonym z dimeru, czyli przez dwa podjednostki połączone ze sobą, zwane α- I β-tubulina.

Ponieważ są to dwie różne podjednostki, ten dimer jest Heterodimer, Powód, dla którego mówimy, że mikrotubule są polimerami heterodimerów tubuliny.

Obie podjednostki tubuliny są silnie związane ze sobą przez wiązania niekowalencyjne i mają około 450 aminokwasów. Obie podjednostki są w stanie dołączyć do cząsteczki o nazwie GTP, co jest ważne dla ich powiązania.

Może ci służyć: megakarioocyty: charakterystyka, struktura, formacja, dojrzewanie

Ważne jest, aby wspomnieć, że każdy gatunek może mieć wiele różnych izoform tubuliny, które w jakiś sposób pozwala komórek mieć różne populacje mikrotubul w celu spełnienia określonych funkcji.

Podobnie komórki „specjalizują się” w niektórych mikrotubul dla niektórych funkcji przez Modyfikacje posttradutional tubuliny, które mają bezpośredni wpływ na funkcje tego heterodimeru jako część mikrotubul.

Podobnie jak w przypadku wielu innych białek komórkowych, tubulina może ponieść fosforylację, metylację i acetylację, ale można również dodawać krótkie łańcuchy aminokwasów, takie jak glicyna i kwas glutaminowy; Wszystkie te regulują ich interakcję z innymi białkami mikrotubularnymi.

Podobnie jak w przypadku białek histonowych związanych z DNA w jądrze, te post -translacyjne modyfikacje tubuliny tworzą tak zwaną „Kod tubulin”.

Mikrotubule są tworzone przez liniowe polimery heterodimerów tubuliny (protofilamenty), które są uporządkowane, aby utworzyć pustą strukturę rurkową, która ma polaryzację (dodatni koniec (+) i inny (-) zgodnie z prędkością polimeryzacji i depolimeryzacji).

Protofilamenty

Heterodimery tubuliny są składane w postaci polimerów liniowych znanych jako protofilamenty.

Mikrotubule są tworzone przez serię protofilamentów, które są połączone razem w taki sposób, że tworzą pustą kanalikę (jak cylinder), który ma polaryzację.

Mikrotubula ma średnio 13 protofilamentów, a ta struktura jest znana jako pojedynczy. Istnieją bardziej złożone mikrotubule utworzone przez dwa lub więcej Pojedynczy, kompletne lub częściowe.

Na przykład główne mikrotubule, które tworzą rzęski i plagi, są znane jako debel i składają się z pełnego kanalika zwanego „A” (z jego 13 protofilamentami) i kolejnej niekompletnej kanalików zwanych „B” (z tylko 10 protofilamentami).

Kontakty między sąsiednimi protofilamentami heterodimery tubuliny sprawiają, że mikrotubule są znacznie sztywne i trudne do zgięcia, ale są to struktury dynamiczne, które w większości są w trwałej polimeryzacji (wydłużenie) i depolimeryzacji (skracanie).