Mikrotubuli

Wir sprechen mit Ihnen über die Mikrotubuli, eines der drei Filamente des Zytoskeletts. Wir erklären Aspekte seiner Struktur und der Hauptzellfunktionen

Mikrotubuli sind Proteinfilamente, die aus verschiedenen Untereinheiten des globulären Tubulinproteins bestehen

Was sind Mikrotubuli??

Der Mikrotubuli Sie sind eine der drei Arten von Filamenten, die das Zytoskelett eukaryotischer Zellen ausmachen. Sie sind Polymere unterschiedlicher Untereinheiten eines globulären Proteins, das als bekannt ist Tubulin Und sie haben viele Funktionen in den Zellen.

Das Zytoskelett ist ein dynamisches und komplexes Netzwerk von Proteinfilamenten, das einen wichtigen Teil des Zellinnens einnimmt und Zellen strukturelle und funktionelle Stabilitätszellen verleiht.

Es wird aus drei verschiedenen Arten von Proteinfilamenten gebildet: Aktin -Mikrofilamente, Zwischenfilamente und Mikrotubuli.

Mikrofilamente sind Polymere eines globulären Proteins genannt Aktin und die Zwischenfilamente sind abhängig vom Gewebe und/oder die Art der fraglichen Zelle fibröse Proteine ​​unterschiedlicher Typen, während die Mikrotubuli durch Untereinheiten des kugelförmigen Proteins gebildet werden Tubulin.

Die Mikrotubuli sind die dicksten und komplexesten der drei Filamente des Zytoskeletts. Sie helfen Zellen, ihre Form und Polarität zu erwerben, sich zu teilen und zu unterscheiden, Moleküle durch ihr Innenraum zu transportieren und sich von einem Ort zum anderen zu bewegen oder zu bewegen oder zu bewegen oder zu bewegen.

Weit davon entfernt, einfache und statische Strukturen zu sein, sind Mikrotubuli äußerst dynamisch und komplex, und Zellen haben mehrere Mikrotubuli -Populationen, um bestimmte Aufgaben auszuführen.

Einige Mikrotubuli werden dank ihrer Polymerisation und Depolimerisierung (im Allgemeinen von der in Molekülenbindungen enthaltenen Energie wie GTP) ständig neu organisiert, während andere stabiler sind, wie z. B. diejenigen, die Zilien, Flagellen und Axone bilden, zum Beispiel zum Beispiel.

Funktionen von Mikrotubuli

Mikrotubuli spielen eine grundlegende Rolle bei der strukturellen Stabilität und funktionellen Dynamik eukaryotischer Zellen.

Sie nehmen an Prozessen teil, die so unterschiedlich sind wie Teilung und Zellmobilität, Kommunikation und Struktur. Wir werden einige dieser Funktionen unten sehen:

Sie sind ein grundlegender Bestandteil des Zytoskeletts

Im Rahmen des Zytoskelettons helfen Mikrotubuli der Zelle dabei.

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Die strukturellen Zentren von Zilien und Flagellenform

Zilien und Eukaryoten werden strukturell und funktionell durch Mikrotubuli gebildet, die in einer Struktur genannt werden Axonema, Das hat ein charakteristisches Muster namens "9+2".

Muster 9+2 wird so genannt, weil es zylindrische Strukturen sind, die aus 9 Paar verschmolzenen Mikrotubuli bestehen, die ein paar einfache Mikrotubuli im Inneren umgeben.

Motorproteine, die mit diesen Mikrotubuli (axonämischen Diesen) assoziiert sind, sind für ihre Bewegung verantwortlich, entweder für die Verschiebung von flockigen Zellen (wie Spermien) oder für die Bewegung von Substanzen auf einer Oberfläche (wie in Zilienpithelen).

Sie arbeiten in Kommunikation und Zelltransport

Die Zellen verwenden die Mikrotubuli - so ab Aktinfilamenten -, um Moleküle mit unterschiedlichen funktionellen Papieren von einer Seite zur anderen zu bewegen.

Es gibt zwei Arten von motorischen Proteinen, die mit Mikrotubuli verbunden sind: Kinesin und Dinein. Kinesinas sind zum Beispiel für den Transport von membranösen cytosolischen Organellen verantwortlich und machen es "Walk" auf Mikrotubuli.

Motorprotein Kinesina Es ist mit Mikrotubuli verbunden, um verschiedene Dinge von einer Seite der Zelle zur anderen zu transportieren. Seine molekulare Struktur und seine Operation sind so, dass sie anscheinend „Schritte“ entlang der Mikrotubuli unternommen hat, während sie eine Last hält

Die Stämmen wirken sowohl in der Bewegung der Zilien- als auch in der Flagellen (axonämische Diesen) als auch im Transport von zytosolischen Organellen und Messenger -RNA -Molekülen, die Positionierung des Kerns während der Zellmigration und die Etablierung der mitotischen Spindel während der Teilung (Cytosolic Dines).

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In Nervenzellen (Neuronen), die einen Zellkörper haben -Soma- gefolgt von langen Projektionen der Plasmamembran, bekannt als als Axone, Mikrotubuli fungieren als Autobahn für den Transport von Lasten von einer Seite zur anderen.

Zelluläre Organisation

Dank ihrer zugehörigen Proteine ​​haben Mikrotubuli eine wichtige Funktion als intrazelluläre Organisatoren, da ihre Arbeit auch darin besteht.

Die Mikrotubuli sind für das Zytoskelett der Zellen von grundlegender Bedeutung, wo sie unter vielen ihrer Funktionen an der Organisation der verschiedenen Elemente teilnehmen

Sie nehmen aktiv an der Zellteilung teil

Während der Zellteilung (durch Mitose oder Meiose) werden Mikrotubuli organisiert, um die mitotische Spindel zu bilden, die die erforderliche Maschinerie für die Trennung von Chromosomen nach der Replikation von DNA liefert, einen wesentlichen Prozess für die Zellmultiplikation.

Mikrotubulsstruktur

Mikrotubuli sind filamentöse Proteinstrukturen, die durch mehrere Kopien des Tubulinproteins gebildet werden. Sie sind in Wirklichkeit "hohle" Zylinder, die von einigen genannten Unterstrukturen gebildet werden Protofilamente.

Zusätzlich zu Tubulin sind Mikrotubuli auch mit einer großen Menge an „Zubehör“ -Proteinen verbunden, die ihre Struktur aufrechterhalten und auch an ihren Hauptfunktionen beteiligt sind. Diese Proteine ​​werden genannt Proteine, die mit Mikrotubuli assoziiert sind.

Was ist Tubulin?

Alle eukaryotischen Mikrotubuli stammen aus Tubulin. Tubulin ist ein globuläres Protein, das aus einem Dimer besteht, dh durch zwei miteinander verbundene Untereinheiten, die genannt werden α- Und β-Tubulin.

Da es sich um zwei verschiedene Untereinheiten handelt, ist dieses Dimer a Heterodimer, Grund, warum wir sagen, dass Mikrotubuli Polymere von Tubulin -Heterodimeren sind.

Beide Untereinheiten von Tubulin sind durch nicht kalvalente Bindungen stark miteinander verbunden und haben jeweils ungefähr 450 Aminosäuren. Beide Untereinheiten können sich einem Molekül namens GTP anschließen, was für ihre Assoziation wichtig ist.

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Es ist wichtig zu erwähnen, dass jede Spezies viele verschiedene Isoformen von Tubulin haben kann, was es irgendwie ermöglicht, verschiedene Mikrotubuli -Populationen zu haben, um bestimmte Funktionen zu erfüllen.

Ebenso "spezialisieren" Zellen bestimmte Mikrotubuli für einige Funktionen durch Nachsichtsmodifikationen von Tubulin, die direkte Auswirkungen auf die Funktionen dieses Heterodimers als Teil der Mikrotubuli haben.

Wie bei vielen anderen Zellproteinen kann Tubulin Phosphorylierung, Methylierung und Acetylierung leiden, aber Sie können auch kurze Ketten von Aminosäuren wie Glycin und Glutaminsäure hinzufügen. All dies reguliert ihre Wechselwirkung mit den anderen mikrotubulären Proteinen.

Wie bei Histonproteinen, die mit DNA im Kern assoziiert sind, bilden diese post -translationalen Modifikationen des Tubulin die sogenannten als "Tubulincode".

Die Mikrotubuli werden durch lineare Polymere von Tubulin-Heterodimeren (Protofilamenten) gebildet, die geordnet werden, um eine hohle Rohrstruktur zu bilden, die eine Polarität (ein positives Ende (+) und eine andere (-) gemäß der Geschwindigkeit der Polymerisation und Depolimerisierung) aufweist.

Protofilamente

Tubulin -Heterodimere werden in Form von linearen Polymeren zusammengesetzt Protofilamente.

Die Mikrotubuli werden durch eine Reihe von Protofilamenten gebildet, die so miteinander verbunden sind, dass sie ein hohles Tubulus (wie ein Zylinder) bilden, das eine Polarität hat.

Ein Mikrotubuli hat durchschnittlich 13 Protofilamente und diese Struktur ist als bekannt als einzel. Es gibt komplexere Mikrotubuli, die um zwei oder mehr gebildet werden Einzel, vollständig oder teilweise.

Die Hauptmikrotubuli, die zum Beispiel die Zilien und die Geißeln bilden, sind als bekannt als Doppel und bestehen aus einem vollständigen Tubulus namens "A" (mit seinen 13 Protofilamenten) und einem anderen unvollständigen Tubulus namens "B" (mit nur 10 Protofilamenten).

Kontakte zwischen benachbarten Protofilamenten Tubulin -Heterodimere machen Mikrotubuli erheblich starr und schwierig zu biegen, aber es handelt sich um dynamische Strukturen, die größtenteils in dauerhafter Polymerisation (Dehnung) und Depolimerisierung (Verkürzung) sind (Verkürzung).