Mikrotübüller: bunlar ne, kompozisyon ve ne için?

Hücreler, tıpkı bir saatte olduğu gibi, işlevlerini mutlak bir hassasiyetle yerine getirmelerini sağlayan çok sayıda yapıdan oluşur.

Bu karmaşık organik makinede bulabildiklerimizden biri: mikrotübüller. Bu elementlerin özelliklerini ve vücudumuzda yerine getirdikleri işlevleri inceleyeceğiz.

• İlgili makale: "Hücre ve organellerin en önemli kısımları: genel bir bakış"

Mikrotübüller nedir? Bu yapıların özellikleri

Mikrotübüller hücrelerimizin her birinde bulunan mikroskobik tüplerMTOC veya mikrotübül düzenleme merkezinde başlayan ve hücrenin sitoplazması boyunca uzanan. Bu küçük tüplerin her biri 25 nanometre kalınlığa sahiptir ve iç çapı sadece 12 nanometredir. Uzunluğa gelince, birkaç mikrona ulaşabilirler, küçük gibi görünen ancak hücresel düzeyde ve genişlikleriyle orantılı olarak onları uzun yapan bir mesafedir.

Yapısal düzeyde, mikrotübüller protein polimerlerinden oluşur ve 13 protofilamentten oluşursırayla yer alan tübülin monomerleri a ve b'den oluşur, yani bir a-b dimer zinciri oluşturur. 13 protofilament, içi boş merkezin bir kısmını bırakarak silindirik yapıyı oluşturana kadar birbirine karşı düzenlenmiştir. Ayrıca, 13'ün tümü aynı yapıya sahiptir, hepsinin bir - ucu tubulin a ile başlayan, diğeri tubulin b'nin + ucudur.

Bakteri hücrelerinin mikrotübüllerinde diğer ökaryotik hücrelere göre bazı farklılıklar vardır. Bu durumda, tubulinler bakterilere özgü olacak ve daha önce gördüğümüz 13 protofilament yerine 5 protofilament oluşturacaktı. Her durumda, bu mikrotübüller diğerlerine benzer şekilde çalışır.

Dinamik kararsızlık

Mikrotübülleri karakterize eden niteliklerden biri, sözde dinamik kararsızlıktır.. Bu yapıda sürekli olarak polimerize oldukları veya depolimerize oldukları sabit bir süreçtir. Bu, her zaman uzunluğu artırmak için tübülin dimerlerini dahil ettikleri veya tam tersine kısaltmak için ortadan kaldırdıkları anlamına gelir.

Aslında, polimerleşmeye geri dönerek döngüyü yeniden başlatmak için tamamen geri alınana kadar kısaltılmaya devam edebilirler.. Bu polimerizasyon işlemi yani büyüme + ucunda yani tubulin b ucunda daha sık gerçekleşir.

Fakat bu süreç hücresel düzeyde nasıl gerçekleşir? Tubulin dimerleri hücrede serbest halde bulunur.. Hepsi iki molekül guanozin trifosfata veya GTP'ye (bir nükleotid trifosfat) bağlıdır. Bu dimerlerin mikrotübüllerden birine yapışma zamanı geldiğinde, bilinen bir fenomen gerçekleşir. GTP moleküllerinden birinin guanozin difosfata veya GDP'ye (bir nükleotit) dönüştürüldüğü hidroliz olarak difosfat).

Bundan sonra ne olabileceğini anlamak için sürecin hızının çok önemli olduğunu unutmayın. Dimerler mikrotübüllere hidrolizin kendisinden daha hızlı bağlanırsa, bu bu, dimerlerin en uç noktasında her zaman GTP'lerin üst sınırı veya üst sınırının olacağı anlamına gelir. Aksine, hidrolizin polimerizasyonun kendisinden daha hızlı olması durumunda (çünkü bu süreci yavaşlatmıştır), aşırı uçta elde edeceğimiz şey bir GTP-GDP dimeri olacaktır.

Trifosfat nükleotitlerinden biri bir difosfat nükleotidine geçtiğinde, protofilamentlerin kendi aralarındaki yapışmada bir kararsızlık oluşur.tüm setin depolimerizasyonu ile biten bir zincir etkisine neden olur. Bu dengesizliğe neden olan GTP-GDP dimerleri ortadan kalktığında, mikrotübüller normale döner ve polimerizasyon sürecini sürdürür.

Hızla gevşeyen tübülin-GDP dimerleri tübülin-GTP dimerleri haline gelir, böylece tekrar mikrotübüllere bağlanmaya hazır hale gelirler. Bu şekilde, başlangıçta bahsettiğimiz dinamik kararsızlık meydana gelir ve mikrotübüllerin mükemmel dengeli bir döngü içinde durmadan büyümesine ve azalmasına neden olur.

• İlginizi çekebilir: "Nöronun hücre iskeleti: parçalar ve fonksiyonlar"

Özellikleri

Mikrotübüller, hücre içinde çok çeşitli bir yapıya sahip çeşitli görevler için temel bir role sahiptir. Bunlardan bazılarını aşağıda derinlemesine inceleyeceğiz.

1. kirpikler ve kamçı

mikrotübüller kirpikler ve kamçı gibi hücrenin diğer önemli unsurlarının büyük bir bölümünü oluştururTemelde mikrotübüller olan ancak onları çevreleyen bir plazma zarı olan. Bu kirpikler ve kamçı, hücrenin hareket edebilmek için kullandığı yapıdır ve aynı zamanda Belirli süreçler için temel ortamın çeşitli bilgilerini yakalamak için hassas unsur cep telefonları.

Kirpikler, daha kısa olmaları ve aynı zamanda çok daha bol olmaları nedeniyle flagelladan farklıdır.. Kirpikler hareketlerinde hücreyi çevreleyen sıvıyı kendisine paralel bir yönde hareket ettirirken, flagella hücre zarına dik olarak aynı şeyi yapar.

Hem kirpikler hem de flagella, 250 çeşit protein barındırabilen karmaşık elementlerdir. Her siliyerde ve her kamçıda, daha önce belirttiğimiz plazma zarıyla kaplı merkezi bir mikrotübül seti olan aksonemi buluruz. Bu aksonemler, merkezde yer alan ve dışta diğer 9 çiftle çevrili bir çift mikrotübülden oluşur.

Aksonem, başka bir hücresel yapı olan bazal gövdeden uzanır, bu durumda 9 kümeden oluşur, bu durumda, tüm arasındaki merkezi boşluğu oyuk bırakmak için dairesel olarak düzenlenmiş üçlü mikrotübüller onlar.

Aksoneme dönersek, belirtmek gerekir ki, onu oluşturan mikrotübül çiftleri, neksin proteininin etkisi ve protein yarıçapları sayesinde birbirine yapışır.. Aynı zamanda, bu dış çiftlerde, motor tipi olduğu için bu durumda faydası silindirlerin ve flagellaların hareketini oluşturmak olan başka bir protein olan dynein'i de buluyoruz. Dahili olarak, bu, her bir mikrotübül çifti arasında, yapısal düzeyde bir hareket üreten bir kayma sayesinde gerçekleşir.

2. Ulaşım

Mikrotübüllerin bir diğer önemli işlevi, hücre sitoplazması içindeki organelleri taşımaktır.ve veziküller veya başka bir tip olabilir. Bu mekanizma mümkündür, çünkü mikrotübüller, organellerin hücre içinde bir noktadan diğerine hareket ettiği bir tür şerit görevi görecektir.

Nöronların özel durumunda, bu fenomen sözde aksoplazmik taşıma için de ortaya çıkar. Aksonların bazı türlerde sadece santimetreyi değil, metreyi de ölçebildiğini hesaba katarsak, bir fikir edinmemizi sağlar. Ritimlerde çok önemli olan bu taşıma işlevini destekleyebilmek için mikrotübüllerin kendilerinin büyüme kapasitesinin cep telefonları.

Bu işlevle ilgili olarak, mikrotübüller organeller için sadece bir yol olacaklardı, ancak iki element arasında bir etkileşim oluşmayacaktı.. Aksine hareket, daha önce gördüğümüz dynein ve ayrıca kinesin gibi motor proteinler aracılığıyla sağlanacaktır. Her iki protein türü arasındaki fark, dyneinler kullanıldığından, mikrotübüllerde aldıkları yöndür. eksi uca doğru giden hareket için, kinesin ise aşırıya doğru gitmek için kullanılır Daha.

3. akromatik mil

Mikrotübüller ayrıca hücrenin temel yapılarından bir diğerini, bu durumda akromatik, mitotik veya mayotik iğ oluşturur. Uydurulmuş hücre bölünmesi işlemi gerçekleşirken kromozomların sentriollerini ve sentromerlerini birbirine bağlayan çeşitli mikrotübüllermitoz veya mayoz bölünme ile.

• İlginizi çekebilir: "Mitoz ve mayoz bölünme arasındaki farklar"

4. hücre şekli

Her biri kendi özelliklerine ve düzenine sahip birçok hücre türü olduğunu zaten biliyoruz. Mikrotübüller, hücreye bu tiplerin her birinin belirlenmiş şeklini sağlamaya yardımcı olur, örneğin uzun aksonlu bir nöron gibi uzun bir hücrenin yukarıda görülen durumunda ve dendritler.

Aynı zamanda Ayrıca, hücrenin belirli öğelerinin işlevlerini tam olarak yerine getirebilmeleri için olmaları gereken yerde olmaları için de anahtardırlar.. Örneğin, endoplazmik retikulum veya Golgi aygıtı kadar temel organellerin durumu budur.

5. filament organizasyonu

Mikrotübüllerin temel işlevlerinden bir diğeri, filamentlerin hücre iskeleti boyunca (protein ağı) dağılımından sorumlu olmaktır. hücrenin içinde bulunur ve içindeki tüm yapıları besler), mikrotübüllerden giden giderek daha küçük yollardan oluşan bir ağ oluşturur. (en büyüğü) ara filamentlere doğru ve miyozin veya aktin olabilen mikrofilamentler olarak adlandırılan en dar ile biten.

Bibliyografik referanslar:

• Desai, A., Mitchison, T.J. (1997). Mikrotübül polimerizasyon dinamiği. Hücre ve Gelişim Biyolojisinin yıllık incelemesi.
• Mitchison, T., Kirschner, M. (1984). Mikrotübül büyümesinin dinamik kararsızlığı. Doğa.
• Nogales, E., Whittaker, M., Milligan, R.A., Downing, K.H. (1999). Mikrotübülün yüksek çözünürlüklü modeli. Hücre. BilimDoğrudan.