Тубуліна Альфа і Бета, Функції



The тубулін являє собою глобулярний димерний білок, утворений двома поліпептидами: тубулін альфа і бета. Вони організовані у вигляді трубки, що дає початок мікротрубочкам, які разом з актиновими мікрофіламентами і проміжними нитками складають цитоскелет.

Мікротрубочки знаходяться в різних істотних біологічних структурах, таких як джгутик сперми, розширення миготливих організмів, вії трахеї і фаллопієвих труб, серед інших..

Крім того, структури, які утворюють тубуліну, функціонують як транспортні маршрути -аналоги до шляхів поїзду матеріалів і органел всередині клітини. Зміщення речовин і структур можливе завдяки руховим білків, пов'язаних з мікротрубочками, які називаються кінезином і динеїном.

Індекс

  • 1 Загальна характеристика
  • 2 Тубулін альфа і бета
  • 3 Функції
    • 3.1 Цитоскелет
    • 3.2 Мітоз
    • 3.3 Centrosome
  • 4 Еволюційна перспектива
  • 5 Посилання

Загальна характеристика

Субодиниці тубуліну є гетеродимерами 55000 дальтон і є будівельними блоками мікротрубочок. Тубулін зустрічається у всіх еукаріотичних організмах і є висококонсервативним в ході еволюції.

Димер складається з двох поліпептидів, званих тубуліном альфа і бета. Вони полімеризуються з утворенням мікротрубочок, які складаються з тринадцяти протофиламентов, розташованих паралельно у вигляді порожнистої трубки.

Однією з найбільш важливих характеристик мікротрубочок є полярність структури. Іншими словами, два кінці мікротрубочки не однакові: один кінець називається швидким зростаючим кінцем або "більше", а інший кінець повільно зростає або "менше"..

Полярність важлива, оскільки вона визначає напрямок руху вздовж мікротрубочки. Димер тубуліну здатний полімеризувати і деполяризувати в швидких циклах складання. Це явище також відбувається в актинових нитках.

Існує третій тип субодиниці: це гамма-тубулін. Це не є частиною мікротрубочок і знаходиться в центросомах; однак він бере участь у зародженні і утворенні мікротрубочок.

Тубулін альфа і бета

Альфа-і бета-субодиниці міцно пов'язані з утворенням складного гетеродимера. Фактично, взаємодія комплексу настільки інтенсивне, що він не дисоціює в нормальних умовах.

Ці білки утворені 550 амінокислотами, переважно кислотами. Хоча альфа і бета тубуліни досить схожі, вони кодуються різними генами.

У тубуліні альфа можна знайти амінокислотні залишки з ацетильною групою, що надають різні властивості клітин джгутиків.

Кожна субодиниця тубуліну пов'язана з двома молекулами: у тубуліні альфа ГТФ необоротно зв'язується і гідроліз сполуки не відбувається, тоді як другий ділянку зв'язування в тубуліновому беті оборотно зв'язує ГТФ і гідролізує його.

Гідроліз ГТФ призводить до явища, що називається "динамічною нестабільністю", де мікротрубочки зазнають цикли росту і розпаду, залежно від швидкості тубулінової залежності і швидкості гідролізу GTP..

Це явище перетворюється на високу швидкість обороту мікротрубочок, де період напіврозпаду структури становить лише кілька хвилин.

Функції

Цитоскелет

Альфа- і бета-субодиниці полімеризації тубуліну дають початок мікротрубочкам, які є частиною цитоскелету.

Крім мікротрубочок, цитоскелет складається з двох додаткових структурних елементів: мікрофіламентів актину близько 7 нм і проміжних ниток діаметром від 10 до 15 нм.

Цитоскелет є каркасом клітини, надає йому підтримку і підтримує клітинну форму. Однак мембрана і субклітинні компартменти не є статичними і знаходяться в постійних рухах, щоб мати можливість виконувати явища ендоцитозу, фагоцитозу і секреції матеріалів..

Структура цитоскелету дозволяє клітці пристосуватися до виконання всіх згаданих функцій.

Це ідеальне середовище для клітинних органел, плазматичної мембрани та інших клітинних компонентів для виконання своїх звичайних функцій, на додаток до участі в поділі клітин..

Вони також сприяють явищам клітинних рухів, таким як переміщення амеб, і в спеціалізованих структурах для переміщення, таких як вії і джгутики. Нарешті, він відповідає за рух м'язів.

Мітоз

Завдяки динамічній нестабільності мікротрубочки можуть бути повністю реорганізовані під час процесів поділу клітин. Розташування мікротрубочок під час взаємодії здатне розібрати і тубулінові субодиниці вільні.

Тубулін може знову зібратися і виникнути мітотичного веретена, який бере участь у відділенні хромосом.

Існують певні препарати, такі як колхіцин, таксол і вінбластин, які переривають процеси поділу клітин. Діє безпосередньо на молекули тубуліну, впливаючи на збір і феномен дисоціації мікротрубочок.

Centrosome

У клітинах тварин мікротрубочки поширюються на центросому, структуру біля ядра, утворену парою центріолей (кожна з них орієнтована перпендикулярно) і оточена аморфною речовиною, яка називається перицентриолярной матрицею..

Центриоли - це циліндричні тіла, утворені дев'ятьма тріплетами мікротрубочок, в організації, подібній до клітинних війок і джгутиків.

У процесі поділу клітин мікротрубочки виходять з центросом, утворюючи мітотичний веретен, відповідальний за правильний розподіл хромосом до нових дочірніх клітин..

Схоже, що центріоли не є суттєвими для збирання мікротрубочок всередині клітин, оскільки вони не присутні в клітинах рослин або в деяких еукаріотичних клітинах, як у яйцеклітини деяких гризунів..

У перицентриолярной матриці ініціація відбувається для збирання мікротрубочок, де зародження відбувається за допомогою гамма-тубуліну.

Еволюційна перспектива

Три типи тубуліну (альфа, бета і гамма) кодуються різними генами і є гомологічними гену, знайденому в прокаріотів, які кодують білок 40000 дальтон, званий FtsZ. Бактеріальний білок функціонально і структурно подібний до тубуліну.

Ймовірно, що білок мав спадкову функцію в бактеріях і змінювався під час еволюційних процесів, укладаючи в білок функції, які він відіграє у еукаріотів..

Список літератури

  1. Cardinali, D. P. (2007). Прикладна неврологія: її основи. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). Клітина: молекулярний підхід. 2-е видання. Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Запрошення до біології. Ed. Panamericana Medical.
  4. Frixione, E., & Meza, I. (2017). Живі машини: як рухаються клітини?. Фонд економічної культури.
  5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Молекулярна клітинна біологія. 4-е видання. Нью-Йорк: У. Г. Фрімен.