Tubulín

Čo je tubulín?

Ten Tubulín Je to globulárny proteín DiMérica tvorený dvoma polypeptidmi: alfa tubulín a beta beta. Sú organizované vo forme trubice, aby vznikli mikrotubuly, ktoré spolu s aktínovými mikrofilanciami a medziľahlými vláknami tvoria cytoskelet.

Mikrotubuly sa nachádzajú v rôznych nevyhnutných biologických štruktúrach, ako je napríklad metla spermií, predĺženia cilaných organizmov, korytát priedušnice a vajcovodovodných trubíc, okrem iného.

Okrem toho štruktúry, ktoré tvoria tubulín, fungujú ako transportné trasy - analogické s stopami vlaku a organel vo vnútri bunky. Posun látok a štruktúr je možné vďaka motorickým proteínom spojeným s mikrotubulami nazývanými kinesina a diein.

Tubulín

Podjednotky

Tubulínové podjednotky sú 55 000 Daltonov heterodiméry a sú štrukturálne bloky mikrotubulov. Tubulín sa nachádza vo všetkých eukaryotických organizmoch a v priebehu evolúcie bol vysoko zachovaný.

Dimér

Dimér sa skladá z dvoch polypeptidov nazývaných alfa a beta tubulín. Sú polymerizované za vzniku mikrotubulov, ktoré pozostávajú z trinástich protofilamentov usporiadaných paralelne vo forme dutej trubice.

Jednou z najrelevantnejších charakteristík mikrotubulov je polarita štruktúry. Inými slovami, dva extrémy mikrotubuly nie sú rovnaké: jeden koniec sa nazýva rýchly alebo „viac“ koncového konca a druhý je pomalý alebo „menej“ pomalý rast.

Polarita je dôležitá, pretože určuje smer pohybu pozdĺž mikrotubuly. Tubulínový dimér je schopný polymerizovať a depolarizovať v rýchlych cykloch montáže. Tento jav sa vyskytuje aj vo vláknach aktínov.

Môže vám slúžiť: Merychippus: Charakteristiky, reprodukcia, výživa, taxonómia

Gama tubulín

Existuje tretí typ podjednotky: je to gama tubulín. Toto nie je súčasťou mikrotubulov a nachádza sa v centrách; Zúčastnite sa však na nukleácii a tvorbe mikrotubulov.

Alfa a beta tubuline

Alpha a beta podjednotky sú silne spojené s tvorbou komplexného heterodiméru. V skutočnosti je interakcia komplexu taká intenzívna, že nie je disociovaná za normálnych podmienok.

Tieto proteíny tvoria 550 aminokyselín, väčšinou kyseliny. Aj keď sú tubulíny alfa a beta dosť podobné, sú kódované rôznymi génmi.

V alfa tubulíne nájdete aminokyselinové zvyšky s acetylovou skupinou, čo dáva rôzne vlastnosti v bunkových bráneniach.

Každá tubulínová podjednotka je spojená s dvoma molekulami: v alfa tubulíne je GTP nereverzibilný a hydrolýza zlúčeniny nevyskytuje, zatiaľ čo druhé miesto väzby v beta tubulíne, reverzibilne spája GTP a hydrolyzuje ju.

Hydrolýza GTP má za následok jav nazývaný „dynamická nestabilita“, v ktorom mikrotubuly zažívajú rast a znižujú cykly, v závislosti od rýchlosti závislosti na tubulíne a rýchlosti hydrolýzy GTP.

Tento jav sa premieta do vysokej miery výmeny mikrotubulov, kde polovičný život štruktúry je iba pár minút.

Tubulínové funkcie

Cytoskelet

Rôzne zložky cytoskeletu majú rôzne funkcie, ale medzi najvýznamnejšími patrí interná organizácia cytosolických štruktúr

Alfa a beta podjednotky tubulínu sú polymerizované, aby vznikli mikrotubuly, ktoré sú súčasťou cytoskeletu.

Môže vám slúžiť: vláknité proteíny

Okrem mikrotubulov sa cytoskelet pozostáva z dvoch ďalších štrukturálnych prvkov: aktínové mikrofilamenty približne 7 nm a medziľahlé vlákna s priemerom 10 až 15 nm.

Cytoskelet je rám bunky, podporuje ju a udržiava bunkovú formu. Membránové a subcelulárne kompartmenty však nie sú statické a nachádzajú sa v konštantných pohyboch, ktoré sú schopné vykonávať javy endocytózy, fagocytózy a sekrécie materiálu.

Štruktúra cytoskeletu umožňuje prispôsobenie bunky na splnenie všetkých uvedených funkcií.

Je to ideálny prostriedok pre bunkové organely, plazmatickú membránu a ďalšie bunkové komponenty na vykonávanie svojich obvyklých funkcií, okrem účasti na bunkovom delení.

Prispievajú tiež k javom bunkových pohybov, ako je lokomócia amébov, a v špecializovaných štruktúrach na vytesnenie, ako sú cilia a branky. Nakoniec je zodpovedný za pohyb svalov.

Mitóza

Vďaka dynamickej nestabilite sa mikrotubuly môžu počas procesov delenia buniek úplne reorganizovať. Mikrotubuly zariadia.

Tubulín sa môže znova zostaviť a vzniknúť mitotické vreteno, ktoré sa podieľa na separácii chromozómov.

Existujú určité drogy, ako sú rohože, taxol a vinblastín, ktoré prerušujú procesy delenia buniek. Pôsobí priamo v molekulách tubulínu a ovplyvňuje fenomén mikrotubulov na zostavenie a disociáciu.

Centrovanie

U živočíšnych buniek sa mikrotubuly rozširujú na centrovanie, štruktúru blízko jadra tvoreného dvojicami centriolov (každá orientovaná kolmo) a obklopená amorfnou látkou, nazývanou pericentriolárna matica.

Môže vám slúžiť: transkitóza

Centriolos sú valcové telá tvorené deviatimi mikrotubulami v organizácii podobnej bunkám a bunkovým bičíkom.

V procese bunkového delenia mikrotubuly siahajú z centier, čím tvoria mitotické vreteno, zodpovedné za správnu distribúciu chromozómov do nových dcérskych buniek.

Zdá sa, že centrioly nie sú nevyhnutné na zostavenie mikrotubulov vo vnútri buniek, pretože nie sú prítomné v rastlinných bunkách alebo v niektorých eukaryotických bunkách, ako v ovuloch určitých hlodavcov.

V pericentriolárnej matrici dochádza k iniciácii pre zostavenie mikrotubulov, kde nukleacia dochádza pomocou gama tubulínu gama.

Evolučná perspektíva

Tri typy tubulínu (alfa, beta a gama) sú kódované rôznymi génmi a sú homológne s génom nachádzajúcim sa v prokaryotoch, ktoré kódujú 40 000 Daltonov proteín, nazývaný FTSZ. Bakteriálny proteín je funkčne a štruktúrne podobný tubulínu.

Je pravdepodobné, že proteín mal v baktériách funkciu predkov a bol modifikovaný počas evolučných procesov, uzatvárajúc sa v proteíne s funkciami, ktoré vykonáva v eukaryotoch.