A mikrotubulusok olyan fehérjeszálak, amelyek csőszerkezetűek, és az aktinnal és a köztes szálakkal együtt alkotják az eukarióta sejtek citoszkeletonját. Stabilizálják a sejtet, és részt vesznek a sejten belüli szállításban és mozgásban is.
Mik azok a mikrotubulusok?
A mikrotubulusok tubuláris polimerek, amelyek fehérje szerkezete körülbelül 24 nm átmérőjű. Más filamentumokkal együtt alkotják a sejteket adó citoszkeletont erő és alakja. Ezen túlmenően, a sejtek mozgásában is alapvető szerepet játszanak, valamint a csillók, a flagellák, a centriolák és a magorsók fontos elemei. A mikrotubulusok szintén nagyon fontosak rák terápia. Egyes szereket, amelyek hatással vannak a tumorsejt-osztódásra, már használják kemoterápiás szerek vagy citosztatikumok.
Anatómia és felépítés
A mikrotubulusok alfa- és béta-tubulin dimerekből (heterodimerek) állnak. A heterodimerek a mikrotubulusok alegységei, amelyeket protofilamentumoknak is neveznek. A protofilamentumok az üreges testet spirál formájában építik fel interkalációval, az egyik végén csak alfa-tubulin egységek, a másik végén pedig csak a béta-tubulin alegységek találhatók. Az alfa- és a béta-tubulin megköti a GTP 1 molekuláját. Az alfa-tubulinnál a GTP visszafordíthatatlanul kötődik. A heterodimerek előnyösen a plusz végén helyezkednek el, ezért egy mikrotubulus nő ebben az irányban, míg a mínusz vég képezi a stabil oldalt. A mikrotubulus egy mikrométer és több száz mikrométer közötti. A mikrotubulusok elrendezése szingulett, duplett vagy triplett. A szálak általában a mikrotubulus-szervező központból származnak, amely magában foglalja például a centriolákat vagy az alaptesteket. Ezenkívül két különböző populációt különböztetnek meg: dinamikus, rövid életű mikrotubulusok és stabil, hosszú életű mikrotubulusok. A stabil mikrotubulusok alkotják a flagella, csilló és centriolák állványát. Ezenkívül hosszú életű mikrotubulusok találhatók az idegsejtek axonjaiban vagy a sperma sejtek. Rugalmasságot, stabilitást és mobilitást nyújtanak. Dinamikus mikrotubulusok is találhatók ott, ahol gyors átalakításra van szükség. Ezen felül biztosítják a terjesztés of kromoszómák a leánycellákban. A mikrotubulusok felváltva épülnek fel vagy bomlanak le, a felépülés vagy lebontás elsősorban a plusz végén történik. A mikrotubulus addig nő, amíg már nincs elegendő heterodimer. Ezután megindul a depolimerizáció, ami a koncentráció A tubulin mennyisége újból felemelkedhet, és megkezdődhet a Különböző anyagok megállítják a depolimerizációt vagy a polimerizációt, ezeket a betegségek kezelésére használják.
Funkció és feladatok
A mikrotubulusoknak multifunkcionális feladataik vannak. Befolyásolják a kromoszómák és a vezikulum mozgása, amely sínrendszerként működik. A vezikula aktivitása előfeltétele a motor szállításának fehérjék. A szállítás a fehérjék kinezin és dynein, amelyek a vezikulum felszínén helyezkednek el. A dynein által elfoglalt vezikulák a pluszból a mínusz végbe, míg a kinezin által elfoglalt vezikulák az ellenkező irányba kerülnek. Amikor egyes mikrotubulusok összeállnak, összetett struktúrák alakulnak ki. Ide tartoznak a centriolák és az alaptestek. A centriolák kilenc mikrotubulus triplettből állnak, amelyek két hiányos és egy teljes mikrotubulusból állnak. Az alaptestek szerkezete megegyezik a centriolákéval. A sejtfelszín alatt helyezkednek el, és a flagellát és a kinocíliát rögzítik. A kinoceilek egy központi mikrotubulus párból és kilenc mikrotubulus duplettből állnak. A kinoceilek túlnyomórészt a hámsejtekben találhatók, és apró részecskéket szállítanak a sejt felszínén. A csillók egy plazmamembránból állnak, és az eukarióta sejtek felszínén találhatók. Központjuk stabil mikrotubulusokból áll, amelyek köteg formájában vannak elrendezve. A csillók biztosítják a folyadék mozgását a sejtfelszínen. Például néhány protozoon felhasználja őket élelmiszerrészecskék gyűjtésére. A hámsejtekben számos csilló található, ahol az elhalt sejteket vagy porszemcséket tartalmazó nyákrétegeket a torokig szállítják, hogy később ürülhessenek. Ezenkívül a csillók áramot hoznak létre a petevezeték falán, hogy a petesejtek képesek legyenek a petevezetéken keresztül szállítják. A flagellák (flagellák) szerkezete megegyezik a kinocíliákkal, de sokkal hosszabbak és sejtmozgást szolgálnak. Ide tartozik például sperma mozgás és protozoon szállítás.
Betegségek
Az elsődleges csilló diszplázia esetén a kinocília hibásan épül fel és a dynein száma molekulák csökken. Az elsődleges ciliáris diszplázia egy örökletes betegség, amely nagyon ritkán fordul elő, és amelyben a szállító mechanizmus belélegzik baktériumok és a részecskék nem működnek megfelelően. Ennek eredményeként a kinocilia mozgása hiányzik, vagy nagyon koordinálatlan. Emiatt a szennyeződés részecskék a hörgő nyálka vagy a váladék orrmelléküregek nem lehet megfelelően elszállítani, ami ahhoz vezet bronchiectasiában (irreverzibilis hörgőtágulat), krónikus hörghurut vagy krónikus orrmelléküreg gyulladás. Ha a zászlós ütés a sperma zavart a férfiaknál, meddőség bekövetkezik. Ban ben Alzheimer-kór betegség, megváltozott mikrotubulusok találhatók a betegek agyában. Ebben a betegségben a MARK2 enzim befolyásolja a tau fehérjét. Normál sejtekben a tau mikrotubulusokhoz kötődik, stabilizálja őket. Amikor azonban a MARK2 a tau-ra hat, citoszkeletális instabilitás és rendellenességek lépnek fel a sejttranszport rendszerében, ami a Alzheimer-kór betegség.
