Тубулина Алфа и Бета, Функции



на тубулин е глобуларен димерен протеин, образуван от два полипептида: тубулин алфа и бета. Те са организирани под формата на тръба, за да се получат микротубулите, които заедно с актиновите микрофиламенти и междинните нишки съставляват цитоскелета..

Микротубулите се намират в различни съществени биологични структури, като флагела на сперматозоидите, удължаването на ресничестите организми, ресничките на трахеята и фалопиевите тръби, наред с други..

В допълнение, структурите, които образуват тубулина, функционират като транспортни маршрути - аналози на следите от влак от материали и органели вътре в клетката. Преместването на вещества и структури е възможно благодарение на моторните протеини, свързани с микротубулите, наречени кинезин и динеин.

индекс

  • 1 Общи характеристики
  • 2 Тубулин алфа и бета
  • 3 Функции
    • 3.1 Цитоскелет
    • 3.2 Митоза
    • 3.3 Centrosome
  • 4 Еволюционна перспектива
  • 5 Препратки

Общи характеристики

Тубулиновите подединици са хетеродимери от 55 000 далтона и са градивни елементи на микротубулите. Тубулинът се среща във всички еукариотни организми и е силно запазен в хода на еволюцията.

Димерът се състои от два полипептида, наречени тубулин алфа и бета. Те се полимеризират, за да образуват микротубули, които се състоят от тринадесет протофиламента, разположени успоредно под формата на куха тръба..

Една от най-важните характеристики на микротубулите е полярността на структурата. С други думи, двата края на микротубулата не са еднакви: единият край се нарича бързо растящ край или "повече", а другият край е бавно нарастващ или "по-малко"..

Полярността е важна, тъй като определя посоката на движение по микротубулата. Тубулиновият димер е способен да полимеризира и деполяризира в бързи цикли на сглобяване. Това явление се среща и в актиновите влакна.

Има и трети вид субединица: гама тубулин. Това не е част от микротубулите и се намира в центрозоми; въпреки това, той участва в нуклеацията и образуването на микротубули.

Тубулин алфа и бета

Алфа и бета подединици са силно свързани, за да образуват сложен хетеродимер. В действителност, взаимодействието на комплекса е толкова интензивно, че не се дисоциира при нормални условия.

Тези протеини се образуват от 550 аминокиселини, най-вече киселини. Въпреки че алфа и бета тубулините са доста сходни, те се кодират от различни гени.

В тубулина алфа могат да бъдат намерени аминокиселинни остатъци с ацетилна група, които дават различни свойства в клетъчната флагела.

Всяка субединица от тубулин се свързва с две молекули: в тубулин алфа GTP се свързва необратимо и хидролизата на съединението не се среща, докато второто място на свързване в тубулиновата бета, обратимо свързва GTP и ги хидролизира.

Хидролизата на GTP води до феномен, наречен "динамична нестабилност", където микротубулите преминават цикли на растеж и разпад, в зависимост от скоростта на пристрастяване към тубулина и скоростта на хидролиза на GTP..

Това явление се превръща в висока скорост на обмен на микротубули, където времето на полуразпад на структурата е само няколко минути.

функции

цитоскелет

Алфа и бета подединиците на тубулиновата полимеризация дават микротубули, които са част от цитоскелета..

В допълнение към микротубулите, цитоскелетът се състои от два допълнителни структурни елемента: актинови микрофиламенти от около 7 nm и междинни нишки от 10 до 15 nm в диаметър..

Цитоскелетът е рамката на клетката, дава му подкрепа и поддържа клетъчната форма. Въпреки това, мембраната и субклетъчните отделения не са статични и са в постоянни движения, за да могат да изпълняват явленията на ендоцитоза, фагоцитоза и секреция на материалите.

Структурата на цитоскелета позволява на клетката да се настани, за да изпълни всички споменати функции.

Той е идеалната среда за клетъчни органели, плазмената мембрана и други клетъчни компоненти за изпълнение на техните обичайни функции, в допълнение към участието в клетъчното делене..

Те също допринасят за явленията на клетъчни движения, като например движението на амебите, и в специализирани структури за изместване, като реснички и флагела. И накрая, той е отговорен за движението на мускулите.

митоза

Благодарение на динамичната нестабилност, микротубулите могат да бъдат напълно реорганизирани по време на процесите на клетъчно деление. Подреждането на микротубулите по време на интерфейса може да се разглоби и тубулиновите подединици са свободни.

Тубулин може да се събере отново и да създаде митотичното вретено, което участва в отделянето на хромозомите.

Има някои лекарства, като колхицин, таксол и винбластин, които прекъсват процесите на клетъчно деление. Действа директно върху тубулиновите молекули, засягайки феномена на сглобяване и дисоциация на микротубулите.

центрозомална

В животинските клетки микротубулите се простират до центрозома, структура близо до ядрото, образувана от двойка центриоли (всяка ориентирана перпендикулярно) и заобиколена от аморфна субстанция, наречена перицентриолна матрица..

Центриолите са цилиндрични тела, образувани от девет триплата микротубули, в организация, подобна на клетъчните реснички и флагела..

В процеса на клетъчното делене микротубулите се простират от центрозомите, образувайки митотичното вретено, отговорни за правилното разпределение на хромозомите в новите дъщерни клетки..

Изглежда, че центриолите не са от съществено значение за сглобяването на микротубули в клетките, тъй като те не присъстват в растителните клетки или в някои еукариотни клетки, както при овулите на някои гризачи..

В перицентриоларната матрица инициирането се осъществява за сглобяване на микротубули, където се образува нуклеация с помощта на гама тубулин.

Еволюционна перспектива

Трите вида тубулин (алфа, бета и гама) са кодирани от различни гени и са хомоложни на ген, открит в прокариоти, който кодира протеин от 40 000 далтона, наречен FtsZ. Бактериалният протеин е функционално и структурно подобен на тубулин.

Вероятно протеинът е имал наследствена функция в бактериите и е бил модифициран по време на еволюционните процеси, приключвайки в протеин с функциите, които играе при еукариотите..

препратки

  1. Cardinali, D. P. (2007). Приложна неврология: нейните основи. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). Клетката: Молекулярният подход. 2-ро издание. Съндърланд (Масачузетс): Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Покана за биология. Ed. Panamericana Medical.
  4. Frixione, E., & Meza, I. (2017). Живи машини: Как се движат клетките?. Фонд за икономическа култура.
  5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Молекулярна клетъчна биология. 4-то издание. Ню Йорк: У. Х. Фрийман.