Tubulina Alfa i Beta, Funkcije



tubulin Pojam "polipeptidi" je globularni dimerni protein formiran s dva polipeptida: tubulin alfa i beta. Organizirani su u obliku cijevi kako bi se dobile mikrotubule, koje zajedno s aktinim mikrofilamentima i međuproduktima čine citoskelet..

Mikrotubule se nalaze u različitim bitnim biološkim strukturama, kao što su flagelum sperme, ekstenzije treperavih organizama, cilija traheje i jajovode, među ostalima..

Osim toga, strukture koje tvore tubulinu funkcioniraju kao transportne rute-analozi na tračnicama vlakana materijala i organela unutar stanice. Premještanje tvari i struktura je moguće zahvaljujući motornim proteinima povezanim s mikrotubulama, koji se nazivaju kinezin i dinein.

indeks

  • 1 Opće karakteristike
  • 2 Tubulin alfa i beta
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Citoskelet
    • 3.2 Mitoza
    • 3.3 Centrosom
  • 4 Evolucijska perspektiva
  • 5 Reference

Opće karakteristike

Podjedinice tubulina su heterodimeri od 55.000 daltona i sastavni su dijelovi mikrotubula. Tubulin se nalazi u svim eukariotskim organizmima i vrlo je konzerviran tijekom evolucije.

Dimer se sastoji od dva polipeptida zvanih tubulin alfa i beta. Oni se polimeriziraju u mikrotubule, koje se sastoje od trinaest protofilamenata raspoređenih paralelno u obliku šuplje cijevi.

Jedna od najvažnijih značajki mikrotubula je polaritet strukture. Drugim riječima, dva kraja mikrotubula nisu isti: jedan kraj naziva se brzo rastući kraj ili "više", a drugi kraj je polagano rastući ili "manji"..

Polaritet je važan jer određuje smjer kretanja duž mikrotubula. Tubulinski dimer može polimerizirati i depolarizirati u ciklusima brze montaže. Ovaj fenomen također se javlja u aktin filamentima.

Postoji i treća vrsta podjedinice: gama tubulin. To nije dio mikrotubula i nalazi se u centrosomima; međutim, sudjeluje u nukleaciji i stvaranju mikrotubula.

Tubulin alfa i beta

Alfa i beta podjedinice su snažno povezane u obliku složenog heterodimera. Zapravo, interakcija kompleksa je toliko intenzivna da se ne razdvaja u normalnim uvjetima.

Ovi proteini su formirani od 550 aminokiselina, uglavnom kiselina. Iako su alfa i beta tubulini vrlo slični, kodiraju ih različiti geni.

U tubulina alfa mogu se naći aminokiselinski ostaci s acetilnom skupinom, čime se daju različita svojstva u staničnoj flageli.

Svaka podjedinica tubulina povezana je s dvije molekule: u tubulinu alfa se GTP nepovratno veže i ne dolazi do hidrolize spoja, dok se drugo vezno mjesto u tubulinu beta reverzibilno veže na GTP i hidrolizira.

Hidroliza GTP-a rezultira fenomenom zvanom "dinamička nestabilnost" gdje se mikrotubule podvrgavaju ciklusima rasta i raspada, ovisno o brzini ovisnosti o tubulinu i brzini hidrolize GTP-a..

Ovaj fenomen pretvara se u visoku stopu fluktuacije mikrotubula, gdje je poluživot strukture tek nekoliko minuta.

funkcije

citoskelet

Alfa i beta podjedinice polimeriziraju tubulinu da bi se pojavile mikrotubule, koje su dio citoskeleta.

Uz mikrotubule, citoskelet se sastoji od dva dodatna strukturna elementa: aktin mikrofilamenti od oko 7 nm i međuprodukti od 10 do 15 nm u promjeru..

Citoskelet je okvir stanice, daje mu potporu i održava stanični oblik. Međutim, membrana i substanični odjeljci nisu statični i nalaze se u stalnom pokretu da bi mogli obavljati fenomene endocitoze, fagocitoze i izlučivanja materijala.

Struktura citoskeleta omogućuje stanici da se prilagodi da ispuni sve navedene funkcije.

To je idealan medij za stanične organele, plazmatsku membranu i druge stanične komponente za obavljanje njihovih uobičajenih funkcija, uz sudjelovanje u staničnoj diobi..

Oni također doprinose fenomenima staničnih pokreta kao što su lokomocija amoeba, te u specijaliziranim strukturama za premještanje kao što su cilije i flagele. Konačno, ona je odgovorna za kretanje mišića.

mitoza

Zahvaljujući dinamičkoj nestabilnosti, mikrotubule se mogu potpuno reorganizirati tijekom procesa stanične diobe. Raspored mikrotubula tijekom sučelja može se rastaviti, a podjedinice tubulina su slobodne.

Tubulin se može ponovno okupiti i potaknuti mitotičko vreteno koje sudjeluje u odvajanju kromosoma.

Postoje određeni lijekovi, poput kolhicina, taksola i vinblastina koji prekidaju procese diobe stanica. Djeluje izravno na molekule tubulina, utječući na fenomen slaganja i disocijacije mikrotubula.

centrozoma

U životinjskim stanicama, mikrotubuli se protežu do centrosoma, strukture blizu jezgre koju tvori par centriola (svaki orijentiran okomito) i okružen amorfnom tvari, nazvanom pericentriolarna matrica..

Centriole su cilindrična tijela formirana od devet tripleta mikrotubula, u organizaciji sličnoj staničnim cilijama i flagelama.

U procesu stanične diobe, mikrotubuli se protežu od centrosoma, formirajući mitotičko vreteno, odgovorno za pravilnu raspodjelu kromosoma na nove stanice kćeri..

Čini se da centrioli nisu bitni za sastavljanje mikrotubula unutar stanica, budući da nisu prisutne u biljnim stanicama ili u nekim eukariotskim stanicama, kao u ovulama određenih glodavaca..

U pericentriolarnoj matrici dolazi do inicijacije za skupljanje mikrotubula, gdje se nukleacija odvija uz pomoć gama tubulina.

Evolucijska perspektiva

Tri tipa tubulina (alfa, beta i gama) kodiraju različiti geni i homologni su genu koji se nalazi u prokariotima koji kodiraju protein od 40.000 daltona, nazvan FtsZ. Bakterijski protein je funkcionalno i strukturno sličan tubulinu.

Vrlo je vjerojatno da je protein imao funkciju predaka u bakterijama i bio je modificiran tijekom evolucijskih procesa, zaključujući u proteinu s funkcijama koje ima u eukariotima..

reference

  1. Cardinali, D. P. (2007). Primijenjena neuroznanost: njezini temelji. Ed Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). Stanica: molekularni pristup. 2. izdanje. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., i Schnek, A. (2006). Poziv na biologiju. Ed Panamericana Medical.
  4. Frixione, E., i Meza, I. (2017). Živi strojevi: Kako se stanice kreću?. Fond za ekonomsku kulturu.
  5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Molekularna stanična biologija. 4. izdanje. New York: W. H. Freeman.