Tubulina Alfa in Beta, Funkcije



The tubulina je globularni dimerni protein, ki ga tvorijo dva polipeptida: tubulin alfa in beta. Organizirani so v obliki cevi, da povzročijo mikrotubule, ki skupaj z aktinskimi mikrofilamenti in vmesnimi filamenti tvorijo citoskelet..

Mikrotubule najdemo v različnih bistvenih bioloških strukturah, kot so bičev sperme, podaljšanja cilijnih organizmov, cilij traheje in jajcevodov, med drugim..

Poleg tega strukture, ki tvorijo tubulino, delujejo kot transportne poti-analogi na sledi vlaka materialov in organelov znotraj celice. Premestitev snovi in ​​struktur je možna zaradi motoričnih beljakovin, povezanih z mikrotubulami, ki se imenujejo kinezin in dinein.

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
  • 2 Tubulin alfa in beta
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Citoskelet
    • 3.2 Mitoza
    • 3.3 Centrosom
  • 4 Evolucijska perspektiva
  • 5 Reference

Splošne značilnosti

Podzemne enote tubulina so heterodimerji s 55.000 daltoni in so gradniki mikrotubulov. Tubulin se nahaja v vseh eukariotskih organizmih in je bil med razvojem zelo ohranjen.

Dimer je sestavljen iz dveh polipeptidov, imenovanih tubulin alfa in beta. Ti so polimerizirani, da tvorijo mikrotubule, ki so sestavljene iz trinajstih protofilamentov, razporejenih vzporedno v obliki votle cevi.

Ena od najpomembnejših značilnosti mikrotubulov je polarnost strukture. Z drugimi besedami, oba konca mikrotubule nista enaka: en konec se imenuje hitro rastoč konec ali "več", drugi konec pa počasi raste ali "manj"..

Polarnost je pomembna, saj določa smer gibanja vzdolž mikrotubule. Dimer tubulina je sposoben polimerizirati in depolarizirati v hitrih ciklih sestavljanja. Ta pojav se pojavlja tudi v aktin filamentih.

Obstaja tretja vrsta podenote: gama tubulin. To ni del mikrotubulov in se nahaja v centrosomih; vendar sodeluje pri nastajanju in tvorbi mikrotubulov.

Tubulin alfa in beta

Alfa in beta podenote so močno povezane, da tvorijo kompleksen heterodimer. Dejansko je interakcija kompleksa tako intenzivna, da se pri normalnih pogojih ne loči.

Te beljakovine tvorijo 550 aminokislin, večinoma kislin. Čeprav so alfa in beta tubulini precej podobni, jih kodirajo različni geni.

V tubulini alfa lahko najdemo aminokislinske ostanke z acetilno skupino, ki podeljujejo različne lastnosti celičnih zastavic.

Vsaka podenota tubulina je povezana z dvema molekulama: v tubulinu alfa se GTP nepovratno veže in ne pride do hidrolize spojine, medtem ko se drugo vezavno mesto v tubulinu beta reverzibilno veže na GTP in ga hidrolizira..

Hidroliza GTP povzroči pojav, imenovan "dinamična nestabilnost", kjer mikrotubule doživljajo cikle rasti in upadanja, odvisno od hitrosti odvisnosti tubulina in hitrosti hidrolize GTP..

Ta pojav se prevede v visoko stopnjo fluktuacije mikrotubulov, kjer je razpolovna doba strukture le nekaj minut.

Funkcije

Citoskelet

Alfa in beta podenote polimerizira tubulin, da povzročijo mikrotubule, ki so del citoskeleta..

Poleg mikrotubulov je citoskelet sestavljen iz dveh dodatnih strukturnih elementov: mikrofilamentov aktina približno 7 nm in vmesnih filamentov premera 10 do 15 nm..

Citoskelet je okvir celice, daje podporo in vzdržuje celično obliko. Vendar pa membrana in subcelični oddelki niso statični in so v stalnem gibanju, da bi lahko izvajali pojave endocitoze, fagocitoze in izločanja materialov..

Struktura citoskeleta omogoča celici, da se prilagodi, da izpolni vse navedene funkcije.

Je idealen medij za celične organele, plazemsko membrano in druge celične komponente za opravljanje njihovih običajnih funkcij, poleg tega, da sodelujejo v delitvi celic..

Prispevajo tudi k pojavom celičnih gibov, kot so gibanje ameb in v specializiranih strukturah za premikanje, kot so npr. Končno je odgovoren za gibanje mišic.

Mitoza

Zaradi dinamične nestabilnosti se lahko mikrotubule popolnoma reorganizirajo med procesi delitve celic. Razporeditev mikrotubul med vmesnikom je sposobna razstaviti in tubulinske podenote so proste.

Tubulin se lahko znova zbere in izvira iz mitotičnega vretena, ki sodeluje pri ločevanju kromosomov.

Obstajajo nekatera zdravila, kot so kolhicin, taksol in vinblastin, ki prekinejo procese delitve celic. Deluje neposredno na molekule tubulina, kar vpliva na zbiranje in disociacijo mikrotubul.

Centrosom

V živalskih celicah se mikrotubuli raztezajo do centrosoma, strukture blizu jedra, ki jo tvori par centriolov (vsaka je usmerjena pravokotno) in obdana z amorfno snovjo, ki se imenuje pericentriolar matrica..

Centriole so cilindrična telesa, sestavljena iz devetih trojčic mikrotubulov, v organizaciji, podobni celični celici in flageli..

V procesu delitve celic se mikrotubuli raztezajo iz centrosomov in tvorijo mitotično vreteno, ki je odgovorno za pravilno porazdelitev kromosomov na nove hčerinske celice..

Zdi se, da centrioli niso bistveni za sestavljanje mikrotubulov v celicah, ker niso prisotni v rastlinskih celicah ali v nekaterih evkariontskih celicah, kot pri ovulah nekaterih glodalcev..

V pericentriolarni matrici se začne iniciacija za sestavljanje mikrotubulov, kjer nastane nukleacija s pomočjo gama tubulina..

Evolucijska perspektiva

Tri vrste tubulina (alfa, beta in gama) so kodirane z različnimi geni in so homologne genu, ki ga najdemo v prokariotih, ki kodirajo protein s 40.000 daltoni, imenovan FtsZ. Bakterijski protein je funkcionalno in strukturno podoben tubulinu.

Verjetno je, da je beljakovina imela funkcijo prednikov v bakterijah in je bila spremenjena med evolucijskimi procesi, pri čemer je bila v beljakovini sklenjena funkcija, ki jo ima pri evkariontih..

Reference

  1. Cardinali, D. P. (2007). Uporabna nevroznanost: njeni temelji. Ed Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). Celica: molekularni pristop. 2. izdaja. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., in Schnek, A. (2006). Vabilo na biologijo. Ed Panamericana Medical.
  4. Frixione, E., in Meza, I. (2017). Živi stroji: kako se premikajo celice?. Sklad za gospodarsko kulturo.
  5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Molekularna celična biologija. 4. izdaja. New York: W. H. Freeman.