미세소관: 그 구성, 구성 및 용도는 무엇입니까?
세포는 시계에서와 같이 절대 정밀도로 기능을 수행하도록 하는 다수의 구조로 구성됩니다.
이 복잡한 유기 기계에서 찾을 수 있는 것 중 하나는 다음과 같습니다. 미세소관. 우리는 이러한 요소의 특성과 그들이 우리 몸에서 수행하는 기능에 대해 탐구할 것입니다.
- 관련 기사: "세포와 소기관의 가장 중요한 부분: 개요"
미세소관이란? 이러한 구조의 특성
미세소관은 우리의 각 세포에서 발견되는 미세한 튜브, MTOC 또는 미세소관 조직화 센터에서 시작하여 세포의 세포질 전체에 걸쳐 확장됩니다. 이 작은 튜브 각각의 두께는 25나노미터이며 내부 직경은 12나노미터에 불과합니다. 길이는 몇 미크론에 달할 수 있습니다. 거리가 작아 보일 수 있지만 세포 수준에서 너비에 비례하여 길이가 길어집니다.
구조적 수준에서 미세소관 단백질 고분자로 구성되어 있으며 13개의 원형 필라멘트로 구성되어 있습니다., 차례로 교대로 위치한 튜불린 단량체 a와 b로 구성됩니다. 즉, 이량체 a-b의 사슬을 생성합니다. 13개의 원형 필라멘트는 원통형 구조를 형성할 때까지 서로에 대해 배열되어 속이 빈 중앙 부분을 남깁니다. 또한, 13개 모두 동일한 구조를 가지며, 모두 튜불린 a로 시작하는 a - 말단, 튜불린 b의 다른 말단이 + 말단을 갖는다.
박테리아 세포의 미세소관에는 나머지 진핵 세포와 약간의 차이가 있습니다. 이 경우 튜불린은 박테리아에 특이적이고 이전에 보았던 일반적인 13개 대신 5개의 원형 필라멘트를 구성합니다. 어쨌든 이러한 미세소관은 다른 미세소관과 유사한 방식으로 작동합니다.
동적 불안정
미세소관을 특징짓는 특성 중 하나는 소위 동적 불안정성입니다.. 이 구조에서 지속적으로 중합 또는 해중합되는 일정한 과정입니다. 이것은 항상 길이를 늘리기 위해 튜불린 이량체를 통합하거나 반대로 길이를 줄이기 위해 제거하고 있음을 의미합니다.
사실로, 사이클을 다시 시작하고 중합으로 돌아가기 위해 완전히 취소될 때까지 계속 단축할 수 있습니다.. 이러한 중합과정, 즉 성장은 + 말단, 즉 튜불린 b 말단에서 더 빈번하게 일어난다.
그러나이 과정은 세포 수준에서 어떻게 발생합니까? 튜불린 이량체는 자유 상태의 세포에서 발견됩니다.. 그들은 모두 구아노신 삼인산 또는 GTP(뉴클레오티드 삼인산)의 두 분자에 부착되어 있습니다. 이 이합체가 미세 소관 중 하나에 부착되는 시간이 되면 알려진 현상이 발생합니다. 가수분해로서 GTP 분자 중 하나가 구아노신 이인산 또는 GDP(뉴클레오티드 이인산).
프로세스의 속도는 다음에 일어날 수 있는 일을 이해하는 데 필수적입니다. 이합체가 가수분해 자체보다 빠르게 미세소관에 결합하면 이는 그것은 이합체의 가장 극단에 항상 소위 캡 또는 GTP의 캡이 있다는 것을 의미합니다. 반대로, 가수분해가 중합 자체보다 더 빠른 경우(이로 인해 과정이 느려지기 때문에) 극단적인 극단에서 얻을 수 있는 것은 GTP-GDP 이량체입니다.
triphosphate nucleotide 중 하나가 diphosphate nucleotide로 넘어가면서 원형섬유 자체의 접착력이 불안정해짐, 이는 전체 세트의 해중합으로 끝나는 연쇄 효과를 일으킵니다. 이러한 불균형을 일으키는 GTP-GDP 이합체가 사라지면 미세소관이 정상성을 회복하고 중합 과정을 재개합니다.
느슨해진 튜불린-GDP 이합체는 빠르게 튜불린-GTP 이합체가 되어 다시 미세소관에 결합할 수 있습니다. 이런 식으로 서두에서 말한 동적 불안정이 발생하여 미세 소관이 완벽하게 균형 잡힌 주기에서 멈추지 않고 성장하고 감소합니다.
- 관심이 있을 수 있습니다. "뉴런의 세포골격: 부분과 기능"
풍모
미세소관은 매우 다양한 성질의 세포 내 다양한 작업에 대한 기본적인 역할을 합니다. 우리는 아래에서 그들 중 일부를 깊이 공부할 것입니다.
1. 섬모와 편모
미세소관 섬모 및 편모와 같은 세포의 다른 중요한 요소의 많은 부분을 구성합니다., 기본적으로 미세 소관이지만 그들을 둘러싼 원형질막이 있습니다. 이 섬모와 편모는 세포가 움직일 수 있도록 사용하는 구조입니다. 특정 프로세스에 대한 기본 환경의 다양한 정보를 캡처하는 민감한 요소 휴대폰.
섬모는 짧지만 훨씬 더 풍부하다는 점에서 편모와 다릅니다.. 그들의 움직임에서 섬모는 세포를 둘러싸고 있는 유체를 세포와 평행한 방향으로 움직이고 편모는 세포막에 수직으로 동일한 작용을 합니다.
섬모와 편모는 모두 250가지 유형의 단백질을 수용할 수 있는 복잡한 요소입니다. 각 섬모와 각 편모에서 우리는 앞서 지적한 원형질막으로 덮인 중앙 미세소관 세트인 축색소를 찾습니다. 이 축삭체는 중앙에 위치한 한 쌍의 미세소관으로 구성되어 있고 외부에서 9개의 다른 쌍으로 둘러싸여 있습니다.
축삭은 또 다른 세포 구조인 기저체(basal body)에서 연장되며, 이 경우 9세트로 형성되며, 이 경우 3중 미세소관은 원형으로 배열되어 모든 사이의 중앙 공동이 비어 있도록 합니다. 그들.
axoneme으로 돌아가서 다음 사항에 유의해야 합니다. 그것을 구성하는 한 쌍의 미세소관은 넥신 단백질의 효과와 단백질 반경에 의해 서로 접착됩니다.. 동시에, 이 외부 쌍에서 우리는 또 다른 단백질인 다이네인(dynein)도 발견합니다. 이 단백질은 모터 유형이기 때문에 이 경우 실린더와 편모의 움직임을 생성하는 데 유용합니다. 내부적으로 이것은 구조적 수준에서 움직임을 생성하는 각 미세소관 쌍 사이의 슬라이딩 덕분에 발생합니다.
2. 수송
미세소관의 또 다른 주요 기능은 세포질 내에서 소기관을 운반하는 것입니다., 소포 또는 다른 유형일 수 있습니다. 이 메커니즘은 미세소관이 세포 소기관이 세포의 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 일종의 차선 역할을 하기 때문에 가능합니다.
특정 뉴런의 경우, 이 현상은 소위 축포질 수송에서도 발생할 수 있습니다. 축삭이 센티미터뿐만 아니라 특정 종의 미터를 측정할 수 있다는 점을 고려하면 아이디어를 얻을 수 있습니다. 리듬에 필수적인 이 수송 기능을 지원할 수 있는 미세소관 자체의 성장 능력 휴대폰.
이 기능과 관련하여 미세소관 그것들은 세포 소기관을 위한 단순한 경로일 것이지만, 두 요소 사이의 상호 작용은 생성되지 않을 것입니다.. 반대로 우리가 이미 본 dynein과 같은 운동 단백질과 kinesin을 통해 운동이 이루어질 것입니다. 두 유형의 단백질의 차이점은 다이네인이 사용되기 때문에 미세소관에서 취하는 방향입니다. 마이너스 끝쪽으로 이동하는 동안 키네신은 극단쪽으로 이동하는 데 사용됩니다. 더.
3. 무채색 스핀들
미세소관은 또한 세포의 또 다른 기본 구조, 이 경우에는 무채색, 유사분열 또는 감수방추를 구성합니다. 구성되어 있다 세포 분열 과정이 일어나는 동안 염색체의 중심소체와 중심체를 연결하는 다양한 미세소관, 유사 분열 또는 감수 분열에 의해.
- 관심이 있을 수 있습니다. "유사분열과 감수분열의 차이점"
4. 세포 모양
우리는 각각 고유한 특성과 배열을 가진 많은 유형의 세포가 있다는 것을 이미 알고 있습니다. 미세소관은 세포에 이러한 각 유형의 결정된 모양을 제공하는 데 도움이 됩니다. 긴 축색 돌기를 가진 뉴런과 같은 길쭉한 세포의 위에서 본 경우 수상 돌기.
동시에 또한 세포의 특정 요소가 기능을 적절하게 수행해야 하는 위치에 있도록 하는 데 중요합니다.. 예를 들어, 소포체 또는 골지체와 같은 기본적인 세포 소기관의 경우입니다.
5. 필라멘트 조직
미세소관의 또 다른 필수 기능은 세포골격 전체에 걸쳐 필라멘트의 분포를 담당하는 것입니다. 세포 내부에서 발견되고 세포 내부의 모든 구조에 영양을 공급), 미세소관에서 나오는 점점 더 작은 경로의 네트워크를 형성합니다. (가장 큰) 중간 필라멘트쪽으로 향하고 가장 좁은 모든 것, 즉 미오신 또는 액틴 일 수 있는 소위 마이크로 필라멘트로 끝납니다.
참고 문헌:
- Desai, A., Mitchison, T.J. (1997). 미세소관 중합 역학. 세포 및 발달 생물학의 연례 검토.
- Mitchison, T., Kirschner, M. (1984). 미세소관 성장의 동적 불안정성. 자연.
- Nogales, E., Whitaker, M., Milligan, R.A., Downing, K.H. (1999). 미세소관의 고해상도 모델. 세포. 사이언스다이렉트.