Микротрубочки: что они, состав и для чего нужны?

Клетки состоят из множества структур, которые, как часы, заставляют их выполнять свои функции с абсолютной точностью.

Одними из тех, что мы можем найти в этом сложном органическом оборудовании, являются: микротрубочки. Мы собираемся углубиться в характеристики этих элементов и какие функции они выполняют в нашем организме.

• Связанная статья: «Важнейшие части клетки и органеллы: обзор»

Что такое микротрубочки? Характеристики этих структур

Микротрубочки микроскопические трубки, обнаруженные в каждой из наших клеток, начиная с MTOC или центра организации микротрубочек и распространяясь по цитоплазме клетки. Каждая из этих маленьких трубок имеет толщину 25 нанометров, а внутренний диаметр составляет всего 12 нанометров. Что касается длины, они могут достигать нескольких микрон, расстояние, которое может показаться небольшим, но на клеточном уровне и пропорционально их ширине делает их длинными.

На структурном уровне микротрубочки состоят из белковых полимеров и состоят из 13 протофиламентов., которые, в свою очередь, состоят из мономеров тубулина a и b, расположенных поочередно, то есть образующих цепочку димеров a-b. 13 протофиламентов располагаются друг напротив друга до тех пор, пока они не образуют цилиндрическую структуру, оставляя часть полого центра. Более того, все 13 имеют одинаковую структуру, у всех - конец, который начинается с тубулина а, а другой - конец тубулина b.

В микротрубочках бактериальных клеток есть некоторые отличия от остальных эукариотических клеток. В этом случае тубулины будут специфичны для бактерий и будут образовывать 5 протофиламентов вместо обычных 13, которые мы видели раньше. В любом случае эти микротрубочки работают аналогично другим.

Динамическая нестабильность

Одним из качеств, характеризующих микротрубочки, является так называемая динамическая нестабильность.. В этой структуре происходит постоянный процесс, посредством которого они непрерывно полимеризуются или деполимеризуются. Это означает, что они все время включают димеры тубулина для увеличения длины или, наоборот, исключают их для укорачивания.

По факту, их можно продолжать укорачивать, пока они не будут полностью расстегнуты, чтобы снова начать цикл, возвращаясь к полимеризации. Этот процесс полимеризации, то есть рост, чаще происходит на + конце, то есть на конце тубулина b.

Но как этот процесс происходит на клеточном уровне? Димеры тубулина находятся в клетке в свободном состоянии.. Все они связаны с двумя молекулами гуанозинтрифосфата или GTP (нуклеотидтрифосфата). Когда приходит время этим димерам прикрепиться к одной из микротрубочек, происходит известное явление. как гидролиз, при котором одна из молекул GTP превращается в гуанозиндифосфат, или GDP (нуклеотид дифосфат).

Помните, что скорость процесса важна для понимания того, что может произойти дальше. Если димеры связываются с микротрубочками быстрее, чем происходит сам гидролиз, это это означает, что всегда будет так называемая кэп или кэп GTP на самом крайнем из димеров. Напротив, в случае, если гидролиз происходит быстрее, чем сама полимеризация (потому что это замедляет его процесс), то, что мы получим в крайнем случае, будет димером GTP-GDP.

Когда один из трифосфатных нуклеотидов переходит в дифосфатный нуклеотид, возникает нестабильность в адгезии между самими протофиламентами., что вызывает цепной эффект, заканчивающийся деполимеризацией всего набора. Как только димеры GTP-GDP, которые вызывали этот дисбаланс, исчезают, микротрубочки восстанавливают нормальное состояние и возобновляют процесс полимеризации.

Ослабленные димеры тубулина-GDP быстро становятся димерами тубулина-GTP, поэтому они снова становятся доступными для связывания с микротрубочками. Таким образом, возникает та динамическая нестабильность, о которой мы говорили в начале, заставляющая микротрубочки расти и уменьшаться без остановки в идеально сбалансированном цикле.

• Вам может быть интересно: «Цитоскелет нейрона: части и функции»

Функции

Микротрубочки играют фундаментальную роль в различных задачах внутри клетки и имеют очень разнообразную природу. Некоторые из них мы подробно изучим ниже.

1. Реснички и жгутики

Микротрубочки составляют большую часть других важных элементов клетки, таких как реснички и жгутики, которые в основном представляют собой микротрубочки, но с окружающей их плазматической мембраной. Эти реснички и жгутики являются структурой, которую клетка использует, чтобы двигаться, а также как чувствительный элемент для сбора разнообразной информации о фундаментальной среде для определенных процессов сотовые телефоны.

Реснички отличаются от жгутиков тем, что они короче, но их гораздо больше.. В своем движении реснички направляют жидкость, которая окружает клетку, в направлении, параллельном ей, в то время как жгутики делают то же самое перпендикулярно клеточной мембране.

И реснички, и жгутики - сложные элементы, в которых может находиться 250 типов белка. В каждой ресничке и каждом жгутике мы находим аксонему, центральный набор микротрубочек, покрытых плазматической мембраной, на что мы указали ранее. Эти аксонемы состоят из пары микротрубочек, расположенных в центре и окруженных 9 другими парами снаружи.

Аксонема простирается от базального тела, другой клеточной структуры, в данном случае состоящей из 9 наборов, в данном случае тройные микротрубочки, расположенные по кругу, оставляя полость в центральной полости между всеми Они.

Возвращаясь к аксонеме, следует отметить, что пары микротрубочек, составляющих его, слипаются друг с другом благодаря действию белка нексина и радиусам белка. В свою очередь, в этих внешних парах мы также находим динеин, другой белок, полезность которого в данном случае заключается в создании движения цилиндров и жгутиков, поскольку он относится к моторному типу. Внутри это происходит благодаря скольжению между каждой парой микротрубочек, что в конечном итоге вызывает движение на структурном уровне.

2. Транспорт

Другой ключевой функцией микротрубочек является транспортировка органелл внутри цитоплазмы клетки., быть везикулами или другого типа. Этот механизм возможен, потому что микротрубочки будут действовать как своего рода дорожки, по которым органеллы перемещаются из одной точки в другую в клетке.

В конкретном случае нейронов это явление также может иметь место при так называемом аксоплазматическом транспорте. Принимая во внимание, что аксоны могут измерять не только сантиметры, но и метры у некоторых видов, это позволяет нам составить представление способности самих микротрубочек к росту, чтобы поддерживать эту транспортную функцию, столь важную в ритмах сотовые телефоны.

Что касается этой функции, микротрубочки они будут просто путем для органелл, но взаимодействие между двумя элементами не будет происходить. Напротив, движение будет достигаться за счет моторных белков, таких как динеин, который мы уже видели, а также кинезин. Разница между обоими типами белков заключается в том, в каком направлении они принимают микротрубочки, поскольку используются динеины. для движения, идущего к отрицательному концу, в то время как кинезин используется для движения к крайнему более.

3. Ахроматический шпиндель

Микротрубочки также составляют другую фундаментальную структуру клетки, в данном случае ахроматическое, митотическое или мейотическое веретено. Это сделано различные микротрубочки, которые соединяют центриоли и центромеры хромосом во время процесса деления клетоклибо митозом, либо мейозом.

• Вам может быть интересно: «Отличия митоза от мейоза»

4. Форма ячейки

Мы уже знаем, что существует множество типов ячеек, каждая со своими характеристиками и расположением. Микротрубочки помогли бы придать клетке определенную форму каждого из этих типов, например в случае, показанном выше, для удлиненной клетки, такой как нейрон с длинным аксоном и дендриты.

В то же время Они также являются ключевыми, так как определенные элементы ячейки находятся в том месте, где они должны быть для правильного выполнения своих функций.. Так обстоит дело, например, с такими фундаментальными органеллами, как эндоплазматический ретикулум или аппарат Гольджи.

5. Организация нити

Еще одна важная функция микротрубочек - отвечать за распределение нитей по цитоскелету (сети белков, которые находится внутри клетки и питает все структуры внутри), образуя сеть все более мелких путей, идущих от микротрубочек. (самые большие) по направлению к промежуточным филаментам и заканчиваются самыми узкими из всех, так называемыми микрофиламентами, которые могут быть миозином или актином.

Библиографические ссылки:

• Десаи, А., Митчисон, Т.Дж. (1997). Динамика полимеризации микротрубочек. Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития.
• Митчисон, Т., Киршнер, М. (1984). Динамическая нестабильность роста микротрубочек. Природа.
• Ногалес, Э., Уиттакер, М., Миллиган, Р.А., Даунинг, К.Х. (1999). Модель микротрубочки с высоким разрешением. Клетка. ScienceDirect.