Тубулина Альфа и Бета, Функции



тубулина представляет собой глобулярный димерный белок, образованный двумя полипептидами: тубулин альфа и бета. Они организованы в форме трубки для образования микротрубочек, которые вместе с актиновыми микрофиламентами и промежуточными филаментами составляют цитоскелет.

Микротрубочки обнаруживаются в различных важных биологических структурах, таких как жгутик спермы, расширения ресничных организмов, реснички трахеи и маточных труб, среди других..

Кроме того, структуры, которые образуют тубулину, функционируют в качестве транспортных путей - аналогов к следам череды материалов и органелл внутри клетки. Смещение веществ и структур возможно благодаря моторным белкам, связанным с микротрубочками, которые называются кинезин и динеин..

индекс

  • 1 Общая характеристика
  • 2 Тубулин альфа и бета
  • 3 функции
    • 3.1 Цитоскелет
    • 3.2 Митоз
    • 3.3 Центросома
  • 4 Эволюционная перспектива
  • 5 ссылок

Общие характеристики

Субъединицы тубулина являются гетеродимерами в 55 000 дальтон и являются строительными блоками микротрубочек. Тубулин обнаружен во всех эукариотических организмах и был высоко консервативным в ходе эволюции.

Димер состоит из двух полипептидов, называемых тубулин альфа и бета. Они полимеризуются с образованием микротрубочек, которые состоят из тринадцати протофиламентов, расположенных параллельно в форме полой трубки..

Одной из наиболее важных характеристик микротрубочек является полярность структуры. Другими словами, два конца микротрубочки не одинаковы: один конец называется быстрорастущим концом или «больше», а другой конец медленно растет или «меньше»..

Полярность важна, так как она определяет направление движения вдоль микротрубочки. Димер тубулина способен полимеризоваться и деполяризоваться в циклах быстрой сборки. Это явление также происходит в актиновых нитях.

Существует третий тип субъединицы: это гамма-тубулин. Он не является частью микротрубочек и расположен в центросомах; однако он участвует в зарождении и образовании микротрубочек.

Тубулин альфа и бета

Альфа- и бета-субъединицы тесно связаны с образованием сложного гетеродимера. На самом деле взаимодействие комплекса настолько интенсивно, что при нормальных условиях он не диссоциирует.

Эти белки состоят из 550 аминокислот, в основном кислот. Хотя альфа- и бета-тубулины очень похожи, они кодируются разными генами.

В альфа тубулина можно найти аминокислотные остатки с ацетильной группой, придающие различные свойства жгутикам клетки.

Каждая субъединица тубулина связана с двумя молекулами: в альфа-тубулине GTP связывается необратимо и гидролиз соединения не происходит, в то время как второй сайт связывания в бета-тубулине обратимо связывает GTP и гидролизует его.

Гидролиз GTP приводит к явлению, называемому «динамическая нестабильность», когда микротрубочки подвергаются циклам роста и распада, в зависимости от скорости тубулиновой зависимости и скорости гидролиза GTP..

Это явление приводит к высокой скорости оборота микротрубочек, когда период полураспада структуры составляет всего несколько минут..

функции

цитоскелет

Альфа- и бета-субъединицы тубулина полимеризуются с образованием микротрубочек, которые являются частью цитоскелета..

Помимо микротрубочек, цитоскелет состоит из двух дополнительных структурных элементов: актиновых микрофиламентов диаметром около 7 нм и промежуточных филаментов диаметром от 10 до 15 нм..

Цитоскелет является каркасом клетки, поддерживает ее и поддерживает клеточную форму. Тем не менее, мембрана и субклеточные компартменты не являются статичными и находятся в постоянном движении, чтобы иметь возможность осуществлять явления эндоцитоза, фагоцитоза и секреции материалов..

Структура цитоскелета позволяет клетке приспосабливаться к выполнению всех упомянутых функций..

Это идеальная среда для клеточных органелл, плазматической мембраны и других клеточных компонентов для выполнения своих обычных функций, помимо участия в делении клеток..

Они также участвуют в явлениях клеточных движений, таких как передвижение амеб, и в специализированных структурах для перемещения, таких как реснички и жгутики. Наконец, он отвечает за движение мышц.

митоз

Благодаря динамической нестабильности микротрубочки могут быть полностью реорганизованы во время процессов клеточного деления. Расположение микротрубочек во время интерфейса может быть разобрано, и субъединицы тубулина свободны.

Тубулин может снова собираться и образовывать митотический веретен, который участвует в разделении хромосом..

Существуют определенные лекарства, такие как колхицин, таксол и винбластин, которые прерывают процессы деления клеток. Действует непосредственно на молекулы тубулина, влияя на феномен сборки и диссоциации микротрубочек.

центросома

В клетках животных микротрубочки простираются до центросомы, структуры около ядра, образованной парой центриолей (каждая ориентирована перпендикулярно) и окруженных аморфным веществом, называемым перицентриолярным матриксом..

Центриоли представляют собой цилиндрические тела, образованные девятью тройками микротрубочек, в организации, сходной с клеточными ресничками и жгутиками.

В процессе клеточного деления микротрубочки простираются от центросом, образуя митотический веретен, отвечающий за правильное распределение хромосом в новые дочерние клетки..

Кажется, что центриоли не являются необходимыми для сборки микротрубочек внутри клеток, так как они не присутствуют в клетках растений или в некоторых эукариотических клетках, как в яйцеклетках некоторых грызунов.

В перицентриолярном матриксе инициирование происходит для сборки микротрубочек, где зародышеобразование происходит с помощью гамма-тубулина..

Эволюционная перспектива

Три типа тубулина (альфа, бета и гамма) кодируются разными генами и гомологичны гену, обнаруженному у прокариот, который кодирует белок 40000 дальтон, называемый FtsZ. Бактериальный белок функционально и структурно похож на тубулин.

Вероятно, что белок имел наследственную функцию в бактериях и был модифицирован в ходе эволюционных процессов, заключаясь в белке с функциями, которые он играет у эукариот..

ссылки

  1. Кардинали, Д. П. (2007). Прикладная неврология: ее основы. Ed. Panamericana Medical.
  2. Купер Г.М. (2000). Клетка: молекулярный подход. 2-е издание. Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates.
  3. Кертис Х. & Шнек А. (2006). Приглашение к биологии. Ed. Panamericana Medical.
  4. Frixione, E. & Meza, I. (2017). Живые машины: как двигаются клетки?. Фонд Экономической Культуры.
  5. Lodish H., Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Молекулярно-клеточная биология. 4-е издание. Нью-Йорк: У. Х. Фриман.