microtubuli

microtubuli sunt filamente proteice care au o structură tubulară și, împreună cu actina și filamentele intermediare, formează citoscheletul celulelor eucariote. Stabilizează celula și, de asemenea, participă la transporturi și mișcări în interiorul celulei.

Ce sunt microtubulii?

Microtubulii sunt polimeri tubulari ale căror structuri proteice au un diametru de aproximativ 24 nm. Împreună cu alte filamente, formează citoscheletul, ceea ce conferă celulelor putere și formă. În plus, acestea joacă, de asemenea, un rol esențial în mișcarea celulelor și sunt, de asemenea, elemente importante ale cililor, flagelelor, centriolelor și fusurilor nucleare. Microtubulii sunt de asemenea foarte importanți pentru terapia cancerului. Unele ingrediente active care au influență asupra diviziunii celulelor tumorale sunt deja utilizate sub formă de agenți chimioterapeutici sau agenți citostatici.

Anatomie și structură

Microtubulii constau din dimeri alfa și beta-tubulină (heterodimeri). Heterodimerii sunt subunitățile microtubulilor, care sunt cunoscute și sub numele de protofilamente. Protofilamentele construiesc corpul gol sub formă de spirală, fiind depuse împreună, cu unități de tubulină alfa la un capăt și numai subunități beta tubuline la celălalt capăt. Alfa și beta-tubulina au proprietatea de a lega o moleculă de GTP. GTP este legat ireversibil de tubulina alfa.

Heterodimerii sunt preferabil localizați la capătul plus, astfel încât un microtubul crește în această direcție, în timp ce capătul minus formează latura stabilă. Un microtubul are o lungime între un micrometru și câteva sute de micrometri. Microtubulii sunt aranjați fie sub formă de singlet, dublet sau triplet. Filamentele provin în mod normal din centrul de organizare a microtubulelor, incluzând, de exemplu, centriolele sau corpurile bazale. În plus, se face o distincție între două populații diferite: microtubule dinamice, de scurtă durată și stabile, de lungă durată. Microtubulii stabili reprezintă cadrul flagelelor, cililor și centriolelor.

Microtubulii de lungă durată apar și în axonii neuronilor sau în flagelul celulelor spermei. Acolo asigură flexibilitate, stabilitate și mobilitate. Microtubuli dinamici pot fi de asemenea găsiți acolo unde este necesară reconstrucția rapidă. În plus, asigură distribuția cromozomilor în celulele fiice. Microtubulii sunt construiți sau descompuse alternativ, acumularea și defalcarea având loc în principal la capătul plus. Un microtubul crește până când nu mai sunt suficiente heterodimere.

Apoi începe depolimerizarea, prin care concentrația de tubulină crește din nou și începe o nouă creștere. Diferite substanțe previn depolimerizarea sau polimerizarea, acestea sunt utilizate pentru tratarea bolilor.

Funcție și sarcini

Microtubulii au sarcini multifuncționale. Ele influențează aranjarea cromozomilor și mișcarea veziculelor, care funcționează ca un sistem de șină. Activitatea veziculelor este condiția necesară pentru transportul proteinelor motorului. Transportul are loc datorită proteinelor kinezină și dyneină, care sunt situate pe suprafața veziculei. Vesiculele acoperite cu dyneină sunt transportate de la plus la capătul minus, în timp ce veziculele acoperite cu kinezină sunt transportate în sens invers.

Dacă se acumulează microtubuli individuali, se formează structuri complexe. Acestea includ centriolele și corpurile bazale. Centriolele sunt alcătuite din nouă triplete de microtubuli, care constau din două microtubule incomplete și un complet. Corpurile bazale au aceeași structură ca centriolii. Acestea sunt situate sub suprafața celulei și au sarcina de ancorare a flagelelor și a cililor. Kinocilia este alcătuită dintr-o pereche centrală de microtubuli și nouă dublete de microtubuli. Kinocilia apare în principal pe celulele epiteliale și transportă particule mici pe suprafața celulei. Cilia constă dintr-o membrană plasmatică și se găsește pe suprafața celulelor eucariote.

Centrul lor este format din microtubuli stabili care sunt aranjați sub formă de mănunchi. Cilii sunt responsabili de mișcarea fluidului pe suprafața celulei. De exemplu, unele protozoare le folosesc pentru a colecta particule alimentare. Multe cilia se găsesc pe celulele epiteliale, unde transportă straturi de mucus cu celule moarte sau particule de praf până la gât, astfel încât acestea să poată fi excretate ulterior.

În plus, cilii creează un curent pe peretele trompei uterine, astfel încât celulele ou să poată fi transportate prin tubul uterin. Flagelele (flagelele) au aceeași structură ca și cilii de cinema, dar sunt mult mai lungi și sunt utilizate pentru locomoția celulară. Aceasta include, de exemplu, mișcarea spermei și transportul protozoarelor.

Vă puteți găsi medicamentul aici

boli

În displazia ciliară primară, kinocilia este defectă, iar numărul de molecule de dyneină este redus. Displazia ciliară primară este o boală ereditară foarte rară în care mecanismul de transport care transportă bacterii și particule inhalate nu funcționează corect. Drept urmare, mișcarea kinociliei lipsește sau este foarte necoordonată.

Din acest motiv, particulele de murdărie nu pot fi transportate în mod corespunzător cu mucusul bronșic sau secreția sinusurilor paranazale, ceea ce duce la bronșiectază (dilatație bronșică ireversibilă), bronșită cronică sau sinuzită cronică. Dacă flagelul bate spermatozoizii la bărbați este perturbat, apare infertilitatea. În contextul bolii Alzheimer, microtubuli alterați se găsesc în creierul pacientului. În această boală, enzima MARK2 influențează proteina tau. În celulele normale, tau este legat de microtubuli, care le stabilizează. Cu toate acestea, atunci când MARK2 acționează asupra tau, apare instabilitatea scheletului și o perturbare a sistemului de transport celular, care este unul dintre caracteristicile bolii Alzheimer.