Mikrocaurules: kas tās ir, sastāvs un kam tās domātas?

Šūnas sastāv no daudzām struktūrām, kas, tāpat kā pulkstenī, liek tām veikt savas funkcijas absolūti precīzi.

Viens no tiem, ko mēs varam atrast šajā sarežģītajā organiskajā mašīnā, ir mikrotubulas. Mēs gatavojamies iedziļināties šo elementu īpašībās un to, kādas funkcijas viņi pilda mūsu ķermenī.

• Saistītais raksts: "Svarīgākās šūnu un organellu daļas: pārskats"

Kas ir mikrotubulas? Šo struktūru raksturojums

Mikrocaurules ir mikroskopiskās caurules, kas atrodamas katrā no mūsu šūnām, kas sākas MTOC vai mikrocaurulīšu organizēšanas centrā un stiepjas visā šūnas citoplazmā. Katras no šīm mazajām caurulēm biezums ir 25 nanometri, un tās iekšējais diametrs ir tikai 12 nanometri. Attiecībā uz garumu tie var sasniegt dažus mikronus, attālums, kas var šķist mazs, bet tas šūnu līmenī un proporcionāli to platumam padara tos garus.

Strukturālā līmenī mikrotubulas sastāv no olbaltumvielu polimēriem un sastāv no 13 protofilamentiem, kurus savukārt veido tubulīna monomēri a un b, kas atrodas pārmaiņus, tas ir, izveidojot dimēru ķēdi a-b. 13 protofilamenti ir izvietoti viens pret otru, līdz tie veido cilindrisku struktūru, atstājot dobu centra daļu. Turklāt visiem 13 ir vienāda struktūra, visiem ir gals, kas sākas ar tubulīnu a, otrs ir + tubulīna b gals.

Baktēriju šūnu mikrocaurulītēs ir dažas atšķirības attiecībā pret pārējām eikariotu šūnām. Šajā gadījumā tubulīni būtu raksturīgi baktērijām un veidotu 5 protofilamentus, nevis parastos 13, kurus mēs redzējām iepriekš. Jebkurā gadījumā šie mikrotubulīši darbojas līdzīgi kā citi.

Dinamiskā nestabilitāte

Viena no īpašībām, kas raksturo mikrotubulus, ir tā dēvētā dinamiskā nestabilitāte. Šajā struktūrā tas ir nemainīgs process, kurā viņi nepārtraukti polimerizējas vai depolimerizējas. Tas nozīmē, ka visu laiku viņi lieto tubulīna dimērus, lai palielinātu garumu, vai gluži pretēji, tie izslēdz saīsināšanu.

Patiesībā, tos var turpināt saīsināt, līdz tie ir pilnībā atsaukti, lai atkal sāktu ciklu, atgriežoties pie polimerizācijas. Šis polimerizācijas process, tas ir, augšana, notiek biežāk + galā, tas ir, tubulīna b galā.

Bet kā šis process notiek šūnu līmenī? Tubulīna dimēri ir atrodami šūnā brīvā stāvoklī. Tie visi ir piesaistīti divām guanozīna trifosfāta vai GTP (nukleotīdu trifosfāta) molekulām. Kad pienāks laiks, kad šiem dimēriem jāpiestājas kādam no mikrotubuliem, notiek zināma parādība. kā hidrolīzi, kur viena no GTP molekulām tiek pārveidota par guanozīna difosfātu vai GDP (nukleotīdu difosfāts).

Paturiet prātā, ka procesa ātrums ir būtisks, lai saprastu, kas var notikt tālāk. Ja dimēri saistās ar mikrotubulām ātrāk, nekā notiek pati hidrolīze, tas tā ir tas nozīmē, ka visīsākajā no dimeriem vienmēr būs tā sauktais GTP vāciņš vai vāciņš. Gluži pretēji, gadījumā, ja hidrolīze ir ātrāka nekā pati polimerizācija (jo tas ir padarījis tās procesu lēnāku), tas, ko mēs iegūsim galējā galējībā, būs GTP-GDP dimērs.

Kad viens no trifosfāta nukleotīdiem ir nokļuvis difosfāta nukleotīdos, adhēzijā starp pašiem protofilamentiem rodas nestabilitāte., kas izraisa ķēdes efektu, kas beidzas ar visa komplekta depolimerizāciju. Tiklīdz GTP-GDP dimēri, kas izraisīja šo nelīdzsvarotību, ir pazuduši, mikrocaurules atgūst normālumu un atsāk polimerizācijas procesu.

Tubulīna un IKP dimēri, kas kļuvuši vaļīgi, ātri kļūst par tubulīna-GTP dimēriem, tāpēc tie atkal ir pieejami, lai atkal saistītos ar mikrotubuliem. Tādā veidā rodas tā dinamiskā nestabilitāte, par kuru mēs runājām sākumā, izraisot mikrotubulu augšanu un samazināšanos, neapstājoties, pilnīgi līdzsvarotā ciklā.

• Jūs varētu interesēt: "Neirona citoskelets: daļas un funkcijas"

Iespējas

Mikrotubuliem ir būtiska loma dažādu šūnas uzdevumu veikšanā, kuriem ir ļoti daudzveidīgs raksturs. Tālāk mēs dažus no tiem izpētīsim padziļināti.

1. Cilia un flagella

Mikrocaurules veido lielu daļu citu svarīgu šūnu elementu, piemēram, cilijas un flagellas, kas būtībā ir mikrotubulīši, bet ar tiem apkārt ir plazmas membrāna. Šīs cilijas un karodziņi ir struktūra, kuru šūna izmanto, lai varētu pārvietoties, kā arī kā sensitīvs elements, lai iegūtu dažādu procesu pamatinformācijas daudzveidīgu informāciju mobilie tālruņi.

Cilia atšķiras no flagella ar to, ka ir īsāka, bet arī daudz bagātīgāka. Savā kustībā cilijas virza šķidrumu, kas apņem šūnu, paralēlā virzienā, bet karodziņš to pašu dara perpendikulāri šūnu membrānai.

Gan cilia, gan flagella ir sarežģīti elementi, kuros var ievietot 250 olbaltumvielu veidus. Katrā ciliumā un katrā flagellum mēs atrodam aksonēmu - centrālo mikrotubulu kopu, ko klāj plazmas membrāna, par kuru mēs norādījām iepriekš. Šīs aksonēmas veido mikrotubulu pāris, kas atrodas centrā un kuru ārpuse ieskauj 9 citi pāri.

Aksonēma stiepjas no bazālā ķermeņa, citas šūnu struktūras, ko šajā gadījumā veido 9 kopas, šajā gadījumā trīskāršas mikrotubulas, kas izvietotas apļveida veidā, atstājot dobu centrālo dobumu starp visiem viņi.

Atgriežoties pie aksonēmas, jāatzīmē, ka to veidojošo mikrotubulu pāri tiek savstarpēji piestiprināti, pateicoties nexīna olbaltumvielu iedarbībai un olbaltumvielu rādiusiem. Tajā pašā laikā šajos ārējos pāros mēs atrodam arī citu olbaltumvielu dyneīnu, kura lietderība šajā gadījumā ir radīt cilindru un flagellu kustību, jo tas ir motora tips. Iekšēji tas notiek, pateicoties slīdēšanai starp katru mikrotubulu pāri, kas galu galā rada kustību strukturālā līmenī.

2. Transports

Vēl viena mikrotubulu galvenā funkcija ir organoīdu transportēšana šūnu citoplazmā., un tie var būt vezikulas vai cita veida. Šis mehānisms ir iespējams, jo mikrotubulīši darbotos kā sava veida joslas, pa kurām organoļi šūnā pārvietojas no viena punkta uz otru.

Specifiskajā neironu gadījumā šī parādība rastos arī tā dēvētajam aksoplazmas transportam. Ņemot vērā to, ka aksoni dažās sugās var izmērīt ne tikai centimetrus, bet metrus, tas ļauj mums iegūt priekšstatu no pašu mikrocaurulīšu augšanas spējas, lai varētu atbalstīt šo ritmos tik būtisko transporta funkciju mobilie tālruņi.

Attiecībā uz šo funkciju mikrotubulus tie būtu tikai ceļš uz organelliem, bet mijiedarbība starp abiem elementiem netiks radīta. Gluži pretēji, kustība tiktu panākta, izmantojot motoros olbaltumvielas, piemēram, dyneīnu, kuru mēs jau esam redzējuši, un arī kinezīnu. Atšķirība starp abiem olbaltumvielu veidiem ir virziens, kādā tie virzās mikrocaurulītēs, jo tiek izmantoti dyneīni kustībai, kas virzās uz mīnus galu, savukārt kinēzīns tiek izmantots, lai dotos uz galējību vairāk.

3. Achromatiskā vārpsta

Mikrotubulīši veido arī citu šūnas pamatstruktūru, šajā gadījumā ahromatisko, mitotisko vai meiotisko vārpstu. Tas ir izdomāts dažādas mikrocaurules, kas savieno hromosomu centrioles un centromeres, kamēr notiek šūnu dalīšanās processvai nu ar mitozi, vai ar mejozi.

• Jūs varētu interesēt: "Atšķirības starp mitozi un mejozi"

4. Šūnas forma

Mēs jau zinām, ka ir daudz šūnu veidu, katram no kuriem ir savas īpatnības un izvietojums. Mikrociļņi palīdzētu nodrošināt šūnu, piemēram, ar katru no šiem veidiem noteiktu formu iepriekš redzamajā gadījumā iegarena šūna, piemēram, neirons ar garo aksonu un dendrīti.

Tajā pašā laikā Tie ir arī svarīgi, lai daži šūnas elementi atrastos vietā, kur tiem jābūt, lai pareizi izpildītu savas funkcijas. Tas attiecas, piemēram, uz tikpat fundamentāliem organoļiem kā endoplazmatiskais tīklojums vai Golgi aparāts.

5. Kvēldiega organizēšana

Vēl viena no mikrotubulu būtiskajām funkcijām ir atbildība par pavedienu sadalījumu visā citoskelonā (olbaltumvielu tīklā, kas ir šūnas iekšpusē un baro visas struktūras tās iekšienē), veidojot arvien mazāku ceļu tīklu, kas iet no mikrotubuliem (lielākais) virzienā uz starpposma pavedieniem un beidzot ar šaurāko no visiem, tā sauktajiem mikrofilamentiem, kas var būt miozīns vai aktīns.

Bibliogrāfiskās atsauces:

• Desai, A., Mičisons, T. Dž. (1997). Mikrotuļļu polimerizācijas dinamika. Šūnu un attīstības bioloģijas gada pārskats.
• Mičisons, T., Kiršners, M. (1984). Mikrotuļļu augšanas dinamiskā nestabilitāte. Daba.
• Nogales, E., Whittaker, M., Milligan, R. A., Downing, K. H. (1999). Augstas izšķirtspējas mikrotubula modelis. Šūna. ScienceDirect.