Mikrotubuli: Struktur, Funksjoner og Klinisk Betydning

Mikrotubuli er cellulære strukturer i form av sylindre som utfører grunnleggende funksjoner relatert til støtte, mobil mobilitet og celledeling, blant andre. Disse filamenter er tilstede i eukaryotiske celler.

De er hul og deres indre diameter er i størrelsesorden 25 nm, mens den ytre diameteren er 25 nm. Lengden varierer mellom 200 nm og 25 μm. De er ganske dynamiske strukturer, med en definert polaritet, i stand til å vokse og forkorte.

Struktur og sammensetning

Mikrotubuli utgjøres av molekyler av protein natur. De er dannet av et protein som kalles tubulin.

Tubulin er en dimer, de to komponentene er a-tubulin og β-tubulin. Den hule sylinderen består av tretten kjeder av denne dimeren.

Enden av en mikrotubul er ikke det samme. Det vil si, det er en polaritet av filamentene. Den ene enden er kjent som pluss (+) og den andre minus (-).

Mikrotubulen er ikke en statisk struktur, filamentene kan endre størrelsen raskt. Denne prosessen med voksing eller forkorting foregår hovedsakelig ekstremt; Denne prosessen kalles selvmontering. Dynamikken til mikrotubuli gjør det mulig for dyrene å forandre sin form.

Det er unntak. Denne polariteten er utydelig i mikrotubuli inne i dendrittene, i nevronene.

Mikrotubuli distribueres ikke homogent i alle celleformer. Beliggenheten avhenger hovedsakelig av celletypen og tilstanden til den. For eksempel, i noen protozoa parasitter danner mikrotubuli en rustning.

På samme måte, når cellen er i et grensesnitt, blir disse filamenter dispergert i cytoplasmaet. Når cellen begynner å dele seg, begynner mikrotubuli å organisere seg i den mitotiske spindelen.

funksjoner

cytoskjelettet

Cytoskelettet består av en serie filamenter, inkludert mikrotubuli, mellomfilamenter og mikrofilamenter. Som navnet antyder, er cytoskelettet ansvarlig for å støtte cellen, motiliteten og reguleringen.

Mikrotubuli er forbundet med spesialiserte proteiner (MAP, for akronym på engelsk, proteiner assosiert med mikrotubuli) for å oppfylle deres funksjoner.

Cytoskelettet er spesielt viktig i dyreceller, siden de mangler en cellevegg.

mobilitet

Mikrotubuli har en viktig rolle i motorfunksjonene. De tjener som en slags ledetråd, slik at proteiner knyttet til bevegelsen kan bevege seg. På samme måte er mikrotubuli veier og proteinvogner.

Spesifikt er kinesiner og dynein proteiner som finnes i cytoplasma. Disse proteinene binder til mikrotubuli for å utføre bevegelsene og tillate mobilisering av materialer gjennom hele mobilrommet.

De transporterer vesikler og beveger lange avstander av mikrotubuli. De kan også transportere varer som ikke finnes i vesiklene.

Motorproteinene har en slags armer, og ved forandringer i form av disse molekylene kan bevegelsen utføres. Denne prosessen er avhengig av ATP.

Cell divisjon

Når det gjelder celledeling, er de uunnværlige for riktig og rettferdig fordeling av kromosomer. Mikrotubuli er samlet og danner den mitotiske spindelen.

Når kjernen deler seg, transporterer mikrotubuli og separerer kromosomene til de nye kjernene.

Cilios og flagella

Mikrotubuli er relatert til cellestrukturer som tillater bevegelse: cilia og flagella.

Disse vedleggene er i form av tynne piske og lar cellen bevege seg i midten. Mikrotubuli letter samlingen av disse celleforlengelsene.

Cilia og flagella har en identisk struktur; Cilia er imidlertid kortere (10 til 25 mikrometer) og pleier å jobbe sammen. For bevegelsen er den påtrykte kraft parallell med membranen. Cilia fungerer som "årer" som presser cellen.

I motsetning er flagellagen lengre (50 til 70 mikrometer) og vanligvis presenterer cellen en eller to. Kraften som er påført er vinkelrett på membranen.

Tverrsnittet av disse vedleggene presenterer et 9 + 2 arrangement. Denne nomenklaturen refererer til tilstedeværelsen av 9 par smeltede mikrotubuli som omgir et ikke-smeltet sentralt par.

Motorfunksjon er produktet av virkningen av spesialiserte proteiner; Dynein er en av disse. Takket være ATP kan protein forandre sin form og tillate bevegelse.

Hundrevis av organismer bruker disse strukturene til å bevege seg. Cilia og flagella er tilstede i unicellular organismer, i spermatozoa og i små multikellulære dyr, blant andre. Den basale kroppen er den cellulære organellen hvorfra cilia og flagella kommer fra.

Sentrioler

Centriolene er svært lik basale legemer. Disse organeller er karakteristiske for eukaryote celler, bortsett fra planteceller og visse protister.

Disse strukturene har en tønneform. Diameteren er 150 nm og lengden er 300-500 nm. Mikrotubuli i sentriolene er organisert i tre kondenserte filamenter.

Sentriolene ligger i en struktur som kalles centrosome. Hver sentrosom består av to sentrioler og en proteinrik matris som kalles pericentriolær matrise. I dette arrangementet organiserer sentriolene mikrotubuli.

Den nøyaktige funksjonen til sentrioler og celledeling er ennå ikke kjent i detalj. I enkelte eksperimenter har centriolene blitt fjernet og cellen er i stand til å dele uten større ulempe. Centriolene er ansvarlige for å danne den mitotiske spindelen: her kommer kromosomene sammen.

planter

I planter har mikrotubuli en ytterligere rolle i celleveggarrangementet, som bidrar til å organisere cellulosefibrene. Også, de hjelper divisjonen og mobilutvidelsen i grønnsaker.

Klinisk betydning og narkotika

Kreftceller karakteriseres av høy mitotisk aktivitet; Derfor, å finne medisiner hvis mål er montering av mikrotubuli ville bidra til å stoppe slik vekst.

Det er en rekke stoffer som er ansvarlige for destabiliserende mikrotubuli. Kolcemid, kolchicin, vincristin og vinblastin forhindrer polymerisering av mikrotubuli.

For eksempel er colchicin brukt til å behandle gikt. De andre brukes til behandling av ondartede svulster.