Tubulina Alfa og Beta, Funksjoner



den tubulin er et globalt dimerisk protein dannet av to polypeptider: tubulin alfa og beta. De er organisert i form av et rør for å gi mikrotubuli, som sammen med actinmikrofilamidene og de mellomliggende filamenter utgjør cytoskelettet.

Mikrotubuli finnes i forskjellige essensielle biologiske strukturer, slik som svøpe sperm, forlengelsene av ciliater, cilia av luftrøret og egglederne, bl.a..

I tillegg er strukturer som danner tubulina-funksjonen som transportruter, analogt med sporene til et spor av materialer og organeller inne i cellen. Fordelingen av stoffer og strukturer er mulig takket være motoriske proteiner assosiert med mikrotubuli, kalt kinesin og dynein.

index

  • 1 Generelle egenskaper
  • 2 tubulin alfa og beta
  • 3 funksjoner
    • 3.1 Cytoskeleton
    • 3.2 Mitose
    • 3.3 Centrosome
  • 4 Evolusjonært perspektiv
  • 5 referanser

Generelle egenskaper

Tubulin-underenhetene er heterodimerer på 55.000 dalton og er byggeblokkene til mikrotubuli. Tubulin finnes i alle eukaryotiske organismer og har vært sterkt konservert i løpet av evolusjonen.

Dimeren består av to polypeptider kalt tubulin alfa og beta. Disse polymeriseres for å danne mikrotubuli, som består av tretten protofilamenter anordnet parallelt i form av et hulrør.

En av de mest relevante egenskapene til mikrotubuli er strukturens polaritet. Med andre ord, de to ender av mikrotubulen er ikke det samme: den ene enden kalles den raskt voksende enden eller "mer", og den andre enden er sakte voksende eller "mindre"..

Polaritet er viktig, siden den bestemmer bevegelsesretningen langs mikrotubulen. Tubulin-dimeren er i stand til å polymerisere og depolarisere i raske forsamlingssykluser. Dette fenomenet forekommer også i aktinfilamenter.

Det er en tredje type underenhet: det er gamma tubulin. Dette er ikke en del av mikrotubuli og ligger i sentrosomer; Det deltar imidlertid i kjernedannelsen og dannelsen av mikrotubuli.

Tubulin alfa og beta

Alfa- og beta-underenhetene er sterkt forbundet med å danne en kompleks heterodimer. Faktisk er samspillet av komplekset så intens at det ikke dissosieres under normale forhold.

Disse proteinene dannes av 550 aminosyrer, hovedsakelig syrer. Selv om alfa- og beta-tubuliner er ganske like, er de kodet av forskjellige gener.

I tubulina alfa finnes aminosyrerester med en acetylgruppe, som gir forskjellige egenskaper i celle flagella.

For hver underenhet av tubulin er forbundet med to molekyler i alfa-tubulin GTP binder irreversibelt og hydrolyse av forbindelsen ikke skjer, mens det andre bindingsstedet på beta-tubulin reversibelt binder GTP og hydrolyserer.

GTP hydrolyse som resulterer i et fenomen som kalles "dynamisk ustabilitet" hvor mikrotubuli gjennomgå sykluser av økning og reduksjon, avhengig av hastigheten for tilsetningen av tubulin og graden av hydrolyse av GTP.

Dette fenomenet utgjør en høy omsetningshastighet av mikrotubuli, hvor halveringstiden for strukturen er bare noen få minutter.

funksjoner

cytoskjelettet

Alfa- og beta-underenhetene av tubulin polymeriserer for å gi opphav til mikrotubuli, som er en del av cytoskelettet.

I tillegg til mikrotubuli består cytoskelettet av to ytterligere strukturelle elementer: aktinmikrofilamenter på ca. 7 nm og de mellomliggende filamenter med en diameter på 10 til 15 nm.

Cytoskelettet er rammen av cellen, gir den støtte og opprettholder den cellulære form. Imidlertid er membranen og de subcellulære rom ikke statiske og er i konstante bevegelser for å kunne utføre fenomenene endocytose, fagocytose og sekresjon av materialer.

Strukturen av cytoskeletet tillater cellen å huse seg for å oppfylle alle de nevnte funksjonene.

Det er det ideelle mediumet for cellulære organeller, plasmamembranen og andre cellulære komponenter for å utføre sine vanlige funksjoner, i tillegg til å delta i celledeling.

De bidrar også til fenomenene av mobilbevegelser som forflytning av amoebas, og i spesialiserte strukturer for forskyvning som cilia og flagella. Endelig er det ansvarlig for bevegelsen av muskler.

mitose

Takket være den dynamiske ustabiliteten kan mikrotubuli bli fullstendig omorganisert under celledeling prosesser. Mikrotubulearrangementet under grensesnittet er i stand til å demontere og tubulin-underenhetene er frie.

Tubulin kan samles igjen og oppnå den mitotiske spindelen, som deltar i separasjonen av kromosomene.

Det er visse stoffer, som kolchicin, taxol og vinblastin som avbryter cellefordelingsprosesser. Fungerer direkte på tubulinmolekyler, som påvirker montering og dissosiasjon fenomenet av mikrotubuli.

sentrosomen

I dyreceller, mikrotubuli forlenge sentrosomen, en nær kjernestruktur dannet av et par av Sentrioler (hver orientert vinkel) og er omgitt av en amorf substans, som kalles pericentriolar matrise.

Centriolene er sylindriske kropper dannet av ni tripler av mikrotubuli, i en organisasjon som ligner på cellulære cilia og flagella.

I prosessen med cellefordeling strekker mikrotubuli seg fra sentrosomene, som danner den mitotiske spindelen, som er ansvarlig for korrekt fordeling av kromosomene til de nye dattercellene..

Det ser ut til at Sentrioler er ikke avgjørende for mikrotubuli-sammenstilling inne i cellene, fordi ikke til stede i planteceller eller i visse eukaryote celler, slik som egg av visse gnagere.

I den pericentriolære matriksen oppstår initiering for montering av mikrotubuli, hvor nukleasjon skjer ved hjelp av gamma tubulin.

Evolusjonært perspektiv

De tre typer av tubulin (alfa, beta og gamma) kodes av forskjellige gener og er homologe med et gen som finnes i prokaryoter som koder for et protein på 40.000 dalton, kalt FtsZ. Det bakterielle proteinet er funksjonelt og strukturelt lik tubulin.

Det er sannsynlig at proteinet hadde en forfedral funksjon i bakteriene og ble modifisert under de evolusjonære prosessene, og avsluttet i et protein med funksjonene som det spiller i eukaryotene..

referanser

  1. Cardinali, D. P. (2007). Anvendt nevrovitenskap: dens grunnlag. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). The Cell: En Molekylær Tilnærming. Andre utgave. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitasjon til biologi. Ed. Panamericana Medical.
  4. Frixione, E., & Meza, I. (2017). Levende maskiner: Hvordan celler beveger seg?. Økonomisk kulturfond.
  5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Molecular Cell Biology. 4. utgave. New York: W. H. Freeman.