หุ้น:
Tubulina Alfa และ Beta, ฟังก์ชัน
tubulin เป็นโปรตีน dimeric ทรงกลมที่เกิดจากโพลีเปปไทด์สองชนิด: tubulin alfa และ beta พวกมันถูกจัดเรียงในรูปแบบของหลอดเพื่อก่อให้เกิด microtubules ซึ่งรวมถึง microfilaments ของ actin และ filaments ที่เป็นส่วนประกอบของเซลล์โครงกระดูก.
Microtubules พบได้ในโครงสร้างทางชีวภาพที่สำคัญต่าง ๆ เช่นแฟลเจลลัมของสเปิร์ม, ส่วนขยายของสิ่งมีชีวิตที่เป็น ciliated, cilia ของหลอดลมและท่อนำไข่เป็นต้น.
นอกจากนี้โครงสร้างที่สร้างฟังก์ชัน tubulina เป็นเส้นทางการขนส่ง - อลูมิเนียมไปยังรางของวัสดุและ organelles ภายในเซลล์ การกระจัดของสารและโครงสร้างเป็นไปได้ด้วยมอเตอร์โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ microtubules เรียกว่า kinesin และ dynein.
ดัชนี
- 1 ลักษณะทั่วไป
- 2 Tubulin แอลฟาและเบต้า
- 3 ฟังก์ชั่น
- 3.1 Cytoskeleton
- 3.2 Mitosis
- 3.3 Centrosome
- 4 มุมมองวิวัฒนาการ
- 5 อ้างอิง
ลักษณะทั่วไป
หน่วยย่อย tubulin เป็น heterodimers 55,000 daltons และเป็นหน่วยการสร้างของ microtubules Tubulin พบได้ในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตทั้งหมดและได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างสูงในกระบวนการวิวัฒนาการ.
dimer ประกอบด้วย polypeptides สองตัวที่เรียกว่า tubulin alpha และ beta เหล่านี้จะถูกทำให้เป็นรูพรุนในรูปแบบ microtubules ซึ่งประกอบด้วยสิบสาม protofilaments จัดเรียงกันในรูปแบบของท่อกลวง.
หนึ่งในคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องมากที่สุดของ microtubules คือขั้วของโครงสร้าง กล่าวอีกนัยหนึ่งปลายทั้งสองของ microtubule นั้นไม่เหมือนกัน: ปลายด้านหนึ่งเรียกว่าปลายโตเร็วหรือ "มากกว่า" และปลายอีกด้านนั้นเติบโตช้าหรือ "น้อยลง".
ขั้วเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากมันเป็นตัวกำหนดทิศทางของการเคลื่อนไหวตามไมโครรูท tubulin dimer มีความสามารถในการโพลีเมอร์และทำให้ขั้วในรอบการชุมนุมที่รวดเร็ว ปรากฏการณ์นี้ยังเกิดขึ้นในเส้นใยแอคติน.
หน่วยย่อยประเภทที่สามคือแกมม่าทูบลิน นี่ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของ microtubules และอยู่ใน centrosomes อย่างไรก็ตามมันมีส่วนร่วมในนิวเคลียสและการก่อตัวของ microtubules.
Tubulin แอลฟาและเบต้า
หน่วยย่อยอัลฟาและเบต้ามีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งในการสร้าง heterodimer ที่ซับซ้อน ในความเป็นจริงการมีปฏิสัมพันธ์ของคอมเพล็กซ์นั้นรุนแรงจนไม่แยกออกจากกันภายใต้สภาวะปกติ.
โปรตีนเหล่านี้ประกอบด้วยกรดอะมิโน 550 ชนิดซึ่งส่วนใหญ่เป็นกรด แม้ว่าอัลฟาและเบต้าทูบูลินจะค่อนข้างคล้ายกัน แต่จะถูกเข้ารหัสโดยยีนต่าง ๆ.
ใน tubulina alfa สามารถพบกรดอะมิโนตกค้างอยู่กับกลุ่ม acetyl ซึ่งให้คุณสมบัติแตกต่างกันในเซลล์ flagella.
แต่ละหน่วยย่อยของ tubulin มีความสัมพันธ์กับสองโมเลกุล: ใน tubulin alfa GTP ผูกกลับไม่ได้และการย่อยสลายของสารประกอบไม่เกิดขึ้นในขณะที่เว็บไซต์ผูกพันที่สองใน tubulin เบต้าย้อนกลับผูก GTP และ hydrolyzes มัน.
การไฮโดรไลซิสของ GTP ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ความไม่แน่นอนแบบไดนามิก" โดยที่ microtubules ได้รับการเจริญเติบโตและรอบการสลายตัวขึ้นอยู่กับอัตราการติดยา tubulin และอัตราการไฮโดรไลซิส GTP.
ปรากฏการณ์นี้แปลเป็นอัตราการหมุนเวียนสูงของ microtubules ซึ่งครึ่งชีวิตของโครงสร้างนั้นใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที.
ฟังก์ชั่น
โครงร่าง
หน่วยย่อยอัลฟาและเบต้าของ tubulin polymerize ก่อให้เกิด microtubules ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงร่างโครงกระดูก.
นอกจาก microtubules แล้วโครงร่างโครงร่างของ Cytoskeleton ประกอบด้วยองค์ประกอบโครงสร้างเพิ่มเติมอีกสองตัว: ไมโครฟิล์มแอคตินที่มีความยาวประมาณ 7 นาโนเมตรและเส้นใยขนาดกลาง 10 ถึง 15 นาโนเมตร.
โครงร่างโครงกระดูกเป็นโครงร่างของเซลล์ให้การสนับสนุนและรักษารูปแบบเซลล์ อย่างไรก็ตามเยื่อหุ้มเซลล์และชิ้นส่วน subcellular นั้นไม่คงที่และอยู่ในการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องเพื่อให้สามารถดำเนินการปรากฏการณ์ของ endocytosis, phagocytosis และการหลั่งของวัสดุ.
โครงสร้างของโครงร่างโครงกระดูกช่วยให้เซลล์สามารถรองรับตัวเองเพื่อตอบสนองทุกฟังก์ชั่นที่กล่าวถึง.
มันเป็นสื่อในอุดมคติสำหรับออร์แกเนลล์ของเซลล์, พลาสมาเมมเบรนและส่วนประกอบของเซลล์อื่น ๆ เพื่อทำหน้าที่ตามปกตินอกเหนือจากการเข้าร่วมในการแบ่งเซลล์.
พวกเขายังมีส่วนร่วมในปรากฏการณ์ของการเคลื่อนไหวของเซลล์เช่นการเคลื่อนที่ของอะมีบาและในโครงสร้างพิเศษสำหรับการกำจัดเช่น cilia และ flagella ในที่สุดมันมีหน้าที่ในการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ.
เซลล์
ด้วยความไม่แน่นอนแบบไดนามิก microtubules สามารถจัดระเบียบใหม่อย่างสมบูรณ์ในระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์ การจัดเรียง microtubule ระหว่างส่วนต่อประสานสามารถแยกส่วนได้และส่วนย่อย tubulin ไม่มีค่าใช้จ่าย.
Tubulin สามารถรวมตัวกันอีกครั้งและเกิดแกนหมุนแบบไมโทติสซึ่งมีส่วนร่วมในการแยกโครโมโซม.
มียาบางชนิดเช่น colchicine, taxol และ vinblastine ที่ขัดขวางกระบวนการแบ่งเซลล์ ทำหน้าที่โดยตรงกับโมเลกุล tubulin ส่งผลกระทบต่อการชุมนุมและปรากฏการณ์การแยกตัวของ microtubules.
centrosome
ในเซลล์สัตว์ microtubules ขยายไปถึง centrosome ซึ่งเป็นโครงสร้างที่อยู่ใกล้กับนิวเคลียสที่เกิดขึ้นจากคู่ของ centrioles (แต่ละที่ตั้งฉากกันในแนวตั้งฉาก) และล้อมรอบด้วยสารอสัณฐานที่เรียกว่าเมทริกซ์ pericentriolar.
เซนทริโอลเป็นรูปทรงกระบอกที่เกิดจาก microtubules เก้าในสามในองค์กรที่คล้ายกับเซลล์ cilia และ flagella.
ในกระบวนการแบ่งเซลล์ microtubules จะขยายจาก centrosomes สร้างแกนทิคทิสต์ซึ่งรับผิดชอบการกระจายโครโมโซมที่ถูกต้องไปยังเซลล์ลูกสาวใหม่.
ดูเหมือนว่า Centrioles ไม่จำเป็นสำหรับการรวม microtubules ภายในเซลล์เนื่องจากไม่ได้อยู่ในเซลล์พืชหรือในเซลล์ยูคาริโอตบางชนิดเช่นเดียวกับในไข่ของหนูบางตัว.
ในเมทริกซ์ pericentriolar การเริ่มต้นเกิดขึ้นสำหรับการชุมนุมของ microtubules ซึ่งนิวเคลียสเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของ gamma tubulin.
มุมมองวิวัฒนาการ
tubulin สามชนิด (alpha, beta และ gamma) ถูกเข้ารหัสโดยยีนที่แตกต่างกันและมีความคล้ายคลึงกับยีนที่พบในโปรคาริโอตซึ่งเป็นรหัสสำหรับโปรตีน 40,000 daltons ที่เรียกว่า FtsZ โปรตีนจากแบคทีเรียนั้นทำหน้าที่และมีโครงสร้างคล้ายกับ tubulin.
มันอาจเป็นไปได้ว่าโปรตีนมีหน้าที่ของบรรพบุรุษในแบคทีเรียและได้รับการแก้ไขในระหว่างกระบวนการวิวัฒนาการโดยสรุปในโปรตีนด้วยหน้าที่ที่มันเล่นในยูคาริโอต.
การอ้างอิง
- Cardinali, D. P. (2007). ประสาทวิทยาศาสตร์ประยุกต์: รากฐาน. Ed. Panamericana การแพทย์.
- คูเปอร์ (2000). เซลล์: วิธีการระดับโมเลกุล. ฉบับที่ 2 Sunderland (MA): Sinauer Associates.
- Curtis, H. , & Schnek, A. (2006). ขอเชิญทางชีววิทยา. Ed. Panamericana การแพทย์.
- Frixione, E. , & Meza, I. (2017). เครื่องมีชีวิต: เซลล์เคลื่อนไหวอย่างไร?. กองทุนวัฒนธรรมเศรษฐกิจ.
- Lodish H, Berk A, Zipursky SL, และคณะ (2000). ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์. ฉบับที่ 4 นิวยอร์ก: ดับบลิวเอช. ฟรีแมน.