Mikrotubulas

Mikrotubulas ir olbaltumvielu pavedieni, kuriem ir cauruļveida struktūra un kas kopā ar aktīnu un starpposma pavedieniem veido eikariotu šūnu citoskeletu. Viņi stabilizē šūnu un piedalās arī pārvietošanās un kustībās šūnā.

Kas ir mikrotubulas?

Mikrotubulas ir cauruļveida polimēri, kuru olbaltumvielu struktūru diametrs ir aptuveni 24 nm. Kopā ar citiem pavedieniem tie veido citoskeletu, kas piešķir šūnām spēku un formu. Turklāt tiem ir arī būtiska loma šūnu kustībā un tie ir arī svari, cilpiņas, centrioles un kodolvārpstas. Mikrotubulas ir ļoti svarīgas arī vēža terapijā. Dažas aktīvās sastāvdaļas, kas ietekmē audzēja šūnu dalīšanos, jau tiek izmantotas ķīmijterapijas vai citostatisko līdzekļu veidā.

Anatomija un struktūra

Mikrotubulas veido alfa un beta tubulīna dimēri (heterodimeri). Heterodimēri ir mikrotubulu subvienības, kuras sauc arī par protofilamentiem. Protofilamenti veido dobu ķermeni spirāles formā, būdami virspusē, un vienā galā ir tikai alfa-tubulīna vienības, bet otrā - tikai beta-tubulīna apakšvienības. Alfa un beta tubulīnam ir īpašība saistīt 1 GTP molekulu. GTP ir neatgriezeniski saistīts ar alfa tubulīnu.

Heterodimēri vēlams atrasties plus galā, tāpēc mikrotubula aug šajā virzienā, bet mīnus gals veido stabilo pusi. Mikrocaurule ir no viena mikrometra līdz vairākiem simtiem mikrometru gara. Mikrotubulas ir izkārtotas kā vienreizējas, dubultas vai trīskāršas. Pavedieni parasti nāk no mikrotubulu organizēšanas centra, ieskaitot, piemēram, centrioles vai bazālos ķermeņus. Turklāt tiek nošķirtas divas dažādas populācijas: dinamiskas, īslaicīgas un stabilas, ilgstošas ​​mikrotubulas. Stabilās mikrotubulas attēlo flagellas, cilia un centrioles sistēmu.

Ilgmūžīgas mikrotubulas rodas arī neironu aksonos vai spermas šūnu flagellā. Tur viņi nodrošina elastību, stabilitāti un mobilitāti. Dinamiskas mikrotubulas var atrast arī tur, kur nepieciešama ātra pārveidošana. Turklāt tie nodrošina hromosomu sadalījumu meitas šūnās. Mikrotubulas tiek veidotas vai sadalītas pārmaiņus, uzkrāšanās un sadalīšana galvenokārt notiek plus galā. Mikrocaurule aug, līdz vairs nav pietiekami daudz heterodimēru.

Tad sākas depolimerizācija, kurā atkal palielinās tubulīna koncentrācija un sākas jauna augšana. Dažādas vielas novērš depolimerizāciju vai polimerizāciju, tās lieto slimību ārstēšanai.

Funkcija un uzdevumi

Mikrotubulēm ir daudzfunkcionāli uzdevumi. Tie ietekmē hromosomu izvietojumu un pūslīšu kustību, kas darbojas kā sliežu sistēma. Vezikulu aktivitāte ir priekšnoteikums motora olbaltumvielu pārvadāšanai. Transportēšana notiek olbaltumvielu kinezīna un dyneīna dēļ, kas atrodas uz pūslīšu virsmas. Ar dineīnu pārklātas pūslīši tiek transportēti no plus līdz mīnusa beigām, savukārt pūslīši, kas pārklāti ar kinezīnu, tiek nogādāti pretējā virzienā.

Ja uzkrājas atsevišķas mikrotubulas, veidojas sarežģītas struktūras. Tajos ietilpst centrioļi un bazālie ķermeņi. Centrioļus veido deviņi mikrotubulu tripleti, kas sastāv no diviem nepilnīgiem un viena pilnīga mikrotubula. Bāzes ķermeņiem ir tāda pati struktūra kā centrioļiem. Tie atrodas zem šūnas virsmas, un to uzdevums ir noenkurot flagellas un cilijas. Kinokiliju veido centrālais mikrotubulu pāris un deviņi mikrotubulātu dubleti. Kinokīlija galvenokārt rodas epitēlija šūnās un pārvadā mazas daļiņas uz šūnas virsmas. Cilia sastāv no plazmas membrānas un atrodas uz eikariotu šūnu virsmas.

To centrs sastāv no stabilām mikrotubulēm, kas ir sakārtotas saišķa formā. Cilia ir atbildīga par šķidruma pārvietošanos pa šūnas virsmu. Piemēram, daži vienšūņi tos izmanto, lai savāktu pārtikas daļiņas. Uz epitēlija šūnām tiek atrasts daudz ciliju, ar kuru palīdzību gļotas slāņi ar atmirušajām šūnām vai putekļu daļiņām tiek nogādāti līdz rīklei, lai pēc tam tos varētu izdalīt.

Turklāt cilia rada strāvu olvados, lai olšūnas varētu pārvadāt caur olvadu. Flagella (flagella) struktūra ir tāda pati kā kino ciliām, taču tie ir daudz garāki un tiek izmantoti šūnu pārvietošanai. Tas ietver, piemēram, spermas pārvietošanos un vienšūņu transportēšanu.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Slimības

Primārā ciliāru displāzijas gadījumā kinokīlija ir nepilnīga un tiek samazināts dyneīna molekulu skaits. Primārā ciliāru displāzija ir ļoti reti iedzimta slimība, kurā nedarbojas pareizi transporta mehānisms, kas pārvadā ieelpotas baktērijas un daļiņas. Tā rezultātā trūkst kinokilijas kustības vai tā ir ļoti nekoordinēta.

Šī iemesla dēļ netīrumu daļiņas nevar pienācīgi novadīt kopā ar bronhu gļotām vai paranasālo deguna blakusdobumu sekrēciju, kas noved pie bronhektāzes (neatgriezeniska bronhu paplašināšanās), hroniska bronhīta vai hroniska sinusīta. Ja vīriešiem tiek traucēta spermas pārsēšanās ar flagella, rodas neauglība. Alcheimera slimības kontekstā pacienta smadzenēs tiek konstatētas izmainītas mikrotubulītes. Šajā slimībā ferments MARK2 ietekmē tau olbaltumvielu. Normālās šūnās tau ir piesaistīts mikrotubulēm, kas tās stabilizē. Tomēr, kad MARK2 iedarbojas uz tau, rodas citoskeleta nestabilitāte un traucējumi šūnu transportēšanas sistēmā, kas ir viena no Alcheimera slimības pazīmēm.