Mikrovamzdeliai: kokie jie, jų sudėtis ir kam jie skirti?

Ląstelės susideda iš daugybės struktūrų, kurios, kaip ir laikrodyje, priverčia jas visiškai tiksliai atlikti savo funkcijas.

Tai yra vienas iš tų, kuriuos galime rasti šioje sudėtingoje organinėje mašinoje mikrovamzdeliai. Mes ketiname įsigilinti į šių elementų savybes ir į tai, kokias funkcijas jie atlieka mūsų kūne.

• Susijęs straipsnis: „Svarbiausios ląstelės ir organelių dalys: apžvalga“

Kas yra mikrovamzdeliai? Šių struktūrų charakteristikos

Mikrovamzdeliai yra mikroskopinių vamzdelių, randamų kiekvienoje iš mūsų ląstelių, prasidedantis MTOC arba mikrovamzdelių organizavimo centre ir besitęsiantis per ląstelės citoplazmą. Kiekvieno iš šių mažų vamzdelių storis yra 25 nanometrai, o jo vidinis skersmuo yra tik 12 nanometrų. Kalbant apie ilgį, jie gali pasiekti keletą mikronų, atstumas gali atrodyti mažas, tačiau ląstelių lygiu ir proporcingai jų pločiui juos ilgina.

Struktūriniame lygmenyje mikrovamzdeliai yra sudaryti iš baltymų polimerų ir sudaryti iš 13 protofilamentų, kurie savo ruožtu susideda iš tubulino monomerų a ir b, esančių pakaitomis, tai yra, sukuria dimerių a-b grandinę. 13 protofilmų yra išdėstyti vienas prieš kitą, kol jie suformuoja cilindrinę struktūrą, palikdami tuščiavidurio centro dalį. Be to, visi 13 turi tą pačią struktūrą, visi turi galą, kuris prasideda tubulinu a, o kitas yra + tubulino b galu.

Bakterijų ląstelių mikrovamzdeliuose yra keletas skirtumų, palyginti su kitomis eukariotinėmis ląstelėmis. Tokiu atveju tubulinai būtų būdingi bakterijoms ir sudarytų 5 protofilamentus vietoj įprastų 13, kuriuos matėme anksčiau. Bet kokiu atveju šie mikrovamzdeliai veikia panašiai kaip kiti.

Dinaminis nestabilumas

Viena iš mikrovamzdelius apibūdinančių savybių yra vadinamasis dinaminis nestabilumas. Tai yra nuolatinis šios struktūros procesas, kurio metu jie nuolat polimerizuojasi arba depolimerizuojasi. Tai reiškia, kad visą laiką jie naudoja tubulino dimerius, kad padidintų jų ilgį, arba, priešingai, pašalina jų sutrumpinimą.

Iš tiesų, jie gali būti toliau sutrumpinti, kol bus visiškai atšaukti, kad vėl pradėtų ciklą, grįždami į polimerizaciją. Šis polimerizacijos procesas, tai yra augimas, dažniau vyksta + gale, tai yra tubulino b gale.

Bet kaip šis procesas vyksta ląstelių lygiu? Tubulino dimerai ląstelėje yra laisvos būsenos. Jie visi yra prijungti prie dviejų guanozino trifosfato arba GTP (nukleotidų trifosfato) molekulių. Kai ateina laikas, kai šie dimeriai prilimpa prie vienos iš mikrovamzdelių, įvyksta žinomas reiškinys. kaip hidrolizė, kurios metu viena iš GTP molekulių virsta guanozino difosfatu arba GDP (nukleotidu difosfatas).

Atminkite, kad proceso greitis yra būtinas norint suprasti, kas gali nutikti toliau. Jei dimerai prisijungia prie mikrovamzdelių greičiau, nei vyksta pati hidrolizė, tai yra Tai reiškia, kad kraštutiniausiuose dimensijose visada bus vadinamasis GTP dangtelis arba dangtelis. Priešingai, tuo atveju, jei hidrolizė yra greitesnė už pačią polimerizaciją (nes dėl to jo procesas buvo lėtesnis), tai, ką gausime kraštutiniu atveju, bus GTP-GDP dimeras.

Kai vienas iš trifosfato nukleotidų pereina į difosfato nukleotidą, tarp pačių protofilamentų sukibime atsiranda nestabilumas., kuris sukelia grandinės efektą, pasibaigiantį viso rinkinio depolimerizacija. Kai išnyksta disbalansą sukėlę GTP-GDP dimerai, mikrovamzdeliai vėl atgauna normalumą ir atnaujina polimerizacijos procesą.

Atsipalaidavę tubulino BVP dimerai greitai tampa tubulino-GTP dimerais, todėl juos vėl galima jungti prie mikrovamzdelių. Tokiu būdu atsiranda dinaminis nestabilumas, apie kurį kalbėjome pradžioje, todėl mikrovamzdeliai auga ir mažėja nesustodami, visiškai subalansuotame cikle.

• Jus gali sudominti: "Neurono citoskeletas: dalys ir funkcijos"

funkcijos

Mikrovamzdeliai atlieka labai svarbų vaidmenį atliekant įvairias užduotis ląstelėje. Kai kuriuos iš jų giliau išnagrinėsime.

1. Cilia ir flagella

Mikrovamzdeliai sudaro didelę dalį kitų svarbių ląstelės elementų, tokių kaip blakstienos ir vėliavos, kurie iš esmės yra mikrovamzdeliai, bet juos supa plazmos membrana. Šios blakstienos ir vėliavėlės yra struktūra, kurią ląstelė naudoja judėdama ir taip jautrus elementas, siekiant surinkti įvairią informaciją apie pagrindinę tam tikrų procesų aplinką Mobilieji telefonai.

Cilia skiriasi nuo vėliavos tuo, kad yra trumpesnė, bet ir daug gausesnė. Savo judesiu blakstienos varo skystį, kuris supa ląstelę, lygiagrečiai jai, o vėliava tą patį daro statmenai ląstelės membranai.

Tiek blakstienos, tiek karveliai yra sudėtingi elementai, kuriuose gali būti 250 rūšių baltymai. Kiekviename ciliume ir kiekvienoje flagellum randame aksonemą - centrinį mikrovamzdelių rinkinį, padengtą plazmos membrana, kurį nurodėme anksčiau. Šias aksonemas sudaro pora mikrovamzdelių, esančių centre, o išorėje juosia 9 kitos poros.

Aksonema tęsiasi nuo pamatinio kūno, kitos ląstelės struktūros, šiuo atveju susidariusios iš 9 rinkinių, šiuo atveju trigubos mikrovamzdelės, išdėstytos apskritime, kad tarp visų liktų tuščiavidurė centrinė ertmė jie.

Grįžtant prie aksonemos, reikia pažymėti, kad jį sudarančių mikrovamzdelių poros laikosi nexino baltymo poveikio ir baltymų spindulių dėka.. Savo ruožtu šiose išorinėse porose mes taip pat randame dyneiną, kitą baltymą, kurio naudingumas šiuo atveju yra cilindrų ir vėliavėlių judėjimas, nes jis yra variklio tipo. Viduje tai atsitinka dėl slydimo tarp kiekvienos mikrovamzdelių poros, kuri sukuria judėjimą struktūriniu lygiu.

2. Transportas

Kita pagrindinė mikrovamzdelių funkcija yra organelių pernešimas ląstelės citoplazmoje., galintys būti pūslelės ar kitokio tipo. Šis mechanizmas yra įmanomas, nes mikrovamzdeliai veiktų kaip tam tikros juostos, kuriomis organelės juda iš vienos ląstelės taško į kitą.

Konkrečiu neuronų atveju šis reiškinys atsirastų ir vadinamajam aksoplazminiam transportui. Atsižvelgiant į tai, kad aksonai gali išmatuoti ne tik centimetrus, bet ir tam tikrų rūšių metrus, tai leidžia mums suprasti pačių mikrovamzdelių augimo pajėgumų, kad būtų galima palaikyti šią transporto funkciją, taip reikalingą ritmams Mobilieji telefonai.

Kalbant apie šią funkciją, mikrovamzdeliai tai būtų paprastas kelias organeliams, tačiau sąveika tarp dviejų elementų nebus sukurta. Priešingai, judėjimas būtų pasiektas naudojant motorinius baltymus, tokius kaip dyneinas, kurį jau matėme, ir kinezinas. Skirtumas tarp abiejų baltymų rūšių yra kryptis, kuria jie eina mikrovamzdeliuose, nes naudojami dyneinai judesiui einant link minuso galo, o kinezinas naudojamas einant link kraštutinumo daugiau.

3. Achromatinė verpstė

Mikrovamzdeliai taip pat sudaro dar vieną pagrindinę ląstelės struktūrą, šiuo atveju achromatinę, mitozinę ar meiotinę verpstę. Jis yra sugalvotas įvairios mikrovamzdelės, jungiančios chromosomų centrioles ir centromeras, kol vyksta ląstelių dalijimosi procesasarba mitozės, arba mejozės būdu.

• Jus gali sudominti: „Mitozės ir mejozės skirtumai“

4. Ląstelių forma

Mes jau žinome, kad yra daugybė ląstelių tipų, kurių kiekviena turi savo ypatybes ir išsidėstymą. Mikrovamzdeliai padėtų ląstelei suteikti, pavyzdžiui, nustatytą kiekvieno iš šių tipų formą aukščiau matytu atveju pailgos ląstelės, tokios kaip neuronas su ilgu aksonu ir dendritai.

Tuo pačiu metu Jie taip pat yra pagrindiniai, kad tam tikri ląstelės elementai būtų toje vietoje, kur jie turi būti, kad galėtų tinkamai atlikti savo funkcijas. Tai yra, pavyzdžiui, organelių, tokių pagrindinių kaip endoplazminis tinklas ar Golgi aparatas, atvejis.

5. Gijų organizavimas

Kita esminė mikrovamzdelių funkcija yra rūpintis gijų pasiskirstymu visoje citoskelete (baltymų tinkle, kuris yra ląstelės viduje ir maitina visas viduje esančias struktūras), formuodamas vis mažesnių kelių, einančių iš mikrovamzdelių, tinklą (didžiausias) link tarpinių gijų ir baigiasi siauriausiais, vadinamaisiais mikrofilamentais, kurie gali būti miozinas arba aktinas.

Bibliografinės nuorodos:

• Desai, A., Mitchisonas, T. J. (1997). Mikrovamzdelių polimerizacijos dinamika. Metinė ląstelių ir vystymosi biologijos apžvalga.
• Mitchisonas, T., Kirschneris, M. (1984). Dinaminis mikrovamzdelių augimo nestabilumas. Gamta.
• Nogalesas, E., Whittakeris, M., Milliganas, R. A., Downingas, K. H. (1999). Didelės raiškos mikrovamzdelio modelis. Langelis. „ScienceDirect“.