Tubulina Alfa a Beta, Funkce



tubulin je globulární dimerní protein tvořený dvěma polypeptidy: tubulin alfa a beta. Jsou organizovány ve formě zkumavky, aby vznikly mikrotubuly, které spolu s aktinovými mikrovlákny a prostředními filamenty tvoří cytoskelet..

Mikrotubuly se nacházejí v různých základních biologických strukturách, jako jsou bičík spermií, rozšíření řasnatých organismů, řasnatka průdušnice a vejcovodů..

Kromě toho struktury, které tvoří tubulinu, fungují jako transportní cesty -logany ke stopám materiálu materiálů a organel uvnitř buňky. Vytěsnění látek a struktur je možné díky motorickým proteinům spojeným s mikrotubuly, nazývanými kinesin a dynein.

Index

  • 1 Obecné charakteristiky
  • 2 Tubulin alfa a beta
  • 3 Funkce
    • 3.1 Cytoskelet
    • 3.2 Mitóza
    • 3.3 Centrosome
  • 4 Evoluční perspektiva
  • 5 Odkazy

Obecné vlastnosti

Podjednotky tubulinu jsou heterodimery 55 000 daltonů a jsou stavebními bloky mikrotubulů. Tubulin se nachází ve všech eukaryotických organismech a v průběhu evoluce je vysoce konzervativní.

Dimer se skládá ze dvou polypeptidů zvaných tubulin alfa a beta. Ty jsou polymerizovány za vzniku mikrotubulů, které se skládají z třinácti protofilamentů uspořádaných paralelně ve formě duté trubky.

Jednou z nejvýznamnějších charakteristik mikrotubulů je polarita struktury. Jinými slovy, dva konce mikrotubulu nejsou stejné: jeden konec se nazývá rychle rostoucí konec nebo "více", a druhý konec je pomalý růst nebo "méně"..

Polarita je důležitá, protože určuje směr pohybu podél mikrotubulu. Dimer tubulinu je schopný polymerizovat a depolarizovat v rychlých montážních cyklech. K tomuto jevu dochází také v aktinových vláknech.

Existuje třetí typ podjednotky: je to gama tubulin. Toto není součástí mikrotubulů a nachází se v centrosomech; podílí se však na nukleace a tvorbě mikrotubulů.

Tubulin alfa a beta

Podjednotky alfa a beta jsou silně asociovány za vzniku komplexního heterodimeru. Ve skutečnosti je interakce komplexu tak intenzivní, že se za normálních podmínek disociuje.

Tyto proteiny jsou tvořeny 550 aminokyselinami, většinou kyselinami. Ačkoli tubuliny alfa a beta jsou velmi podobné, jsou kódovány různými geny.

V tubulině alfa mohou být nalezeny aminokyselinové zbytky s acetylovou skupinou, které poskytují různé vlastnosti v buněčné bičíky.

Každá podjednotka tubulinu je spojena se dvěma molekulami: v tubulinu alfa se GTP nevratně váže a hydrolýza sloučeniny se nevyskytuje, zatímco druhé vazebné místo v tubulinu beta reverzibilně váže GTP a hydrolyzuje jej.

Hydrolýza GTP má za následek jev nazvaný "dynamická nestabilita", kde mikrotubuly procházejí cykly růstu a rozpadu v závislosti na rychlosti závislosti na tubulinu a rychlosti hydrolýzy GTP.

Tento jev se promítá do vysoké rychlosti přeměny mikrotubulů, kde je poločas rozpadu struktury pouze několik minut.

Funkce

Cytoskeleton

Podjednotky alfa a beta polymerázy tubulinu pro vznik mikrotubulů, které jsou součástí cytoskeletu.

Kromě mikrotubulů se cytoskelet skládá ze dvou dalších strukturních prvků: aktinových mikrofilamentů o průměru asi 7 nm a mezilehlých vláken o průměru 10 až 15 nm.

Cytoskeleton je základem buňky, dává jí podporu a udržuje buněčnou formu. Membrána a subcelulární kompartmenty však nejsou statické a jsou v neustálém pohybu, aby mohly provádět fenomény endocytózy, fagocytózy a sekrece materiálů..

Struktura cytoskeletu umožňuje buňce přizpůsobit se všem uvedeným funkcím.

Je ideálním prostředkem pro buněčné organely, plazmatickou membránu a další buněčné složky, které mají kromě své účasti na buněčném dělení také své obvyklé funkce..

Přispívají také k jevům buněčných pohybů, jako je pohyb améb, a ve specializovaných strukturách pro přemístění, jako jsou řasinky a bičíky. Konečně je zodpovědný za pohyb svalů.

Mitóza

Díky dynamické nestabilitě mohou být mikrotubuly během procesu buněčného dělení kompletně reorganizovány. Uspořádání mikrotubulů během rozhraní je schopno rozebrat a podjednotky tubulinu jsou volné.

Tubulin se může znovu shromáždit a vytvořit mitotické vřeteno, které se podílí na separaci chromozomů.

Existují určité léky, jako je kolchicin, taxol a vinblastin, které přerušují procesy buněčného dělení. Působí přímo na molekuly tubulinu, což má vliv na fenomén montáže a disociace mikrotubulů.

Centrosome

V živočišných buňkách, mikrotubuly se rozšíří do centrosome, struktura blízko jádra tvořeného párem centrioles (každý orientovaný kolmo) a obklopený amorfní substancí, volal pericentriolar matici..

Centrioles jsou válcovitá těla tvořená devíti trojčaty mikrotubulů, v organizaci podobné buněčné řasce a bičíku..

V procesu buněčného dělení se mikrotubuly rozprostírají od centrosomů, které tvoří mitotické vřeteno, zodpovědné za správnou distribuci chromozomů do nových dceřiných buněk..

Zdá se, že centrioly nejsou nezbytné pro sestavení mikrotubulů uvnitř buněk, protože nejsou přítomny v rostlinných buňkách nebo v některých eukaryotických buňkách, jako v případě vajíček některých hlodavců..

V pericentriolární matrici dochází k iniciaci pro sestavení mikrotubulů, kde k nukleace dochází pomocí gamma tubulinu.

Evoluční perspektiva

Tři typy tubulinu (alfa, beta a gama) jsou kódovány různými geny a jsou homologní s genem nalezeným v prokaryotech, které kódují protein 40 000 daltonů, nazývaný FtsZ. Bakteriální protein je funkčně a strukturně podobný tubulinu.

Je pravděpodobné, že protein měl v bakteriích funkci předků a byl modifikován v průběhu evolučních procesů, což skončilo v proteinu s funkcemi, které hraje v eukaryotech..

Odkazy

  1. Cardinali, D. P. (2007). Aplikovaná neurověda: její základy. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). Cell: Molecular Approach. 2. vydání. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka na biologii. Panamericana Medical.
  4. Frixione, E., & Meza, I. (2017). Živé stroje: Jak se buňky pohybují?. Fondu hospodářské kultury.
  5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL a kol. (2000). Molekulární buněčná biologie. 4. vydání. New York: W. H. Freeman.