Tubulina ألفا وبيتا ، وظائف

ال تويولين هو بروتين ثنائي الكريات متشعب يتكون من اثنين من الببتيدات: توبولين ألفا وبيتا. يتم تنظيمها على شكل أنبوب لإحداث الأنابيب الدقيقة ، والتي تشكل مع الهيكلية الدقيقة للأكتين والخيوط الوسيطة الهيكل الخلوي.

توجد الأنابيب الدقيقة في بنى بيولوجية أساسية مختلفة ، مثل سوط الحيوانات المنوية ، وتمديدات الكائنات الهدبية ، وأهداب القصبة الهوائية ، وقناتي فالوب ، وغيرها..

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الهياكل التي تشكل الأنابيب تعمل كطرق نقل - نظائر إلى مسارات قطار - مواد وعضيات داخل الخلية. من الممكن إزاحة المواد والهياكل بفضل البروتينات الحركية المرتبطة بالأنابيب الدقيقة ، والتي تسمى كينين ودينين..

مؤشر

• 1 الخصائص العامة
• 2 توبولين ألفا وبيتا
• 3 وظائف
  • 3.1 الهيكل الخلوي
  • 3.2 الانقسام
  • 3.3 Centrosome
• 4 المنظور التطوري
• 5 المراجع

الخصائص العامة

الوحدات الفرعية توبولين هي heteroders من 55000 الدالتون وهي اللبنات الأساسية للأنابيب الدقيقة. يوجد توبولين في جميع الكائنات حقيقية النواة وقد تم الحفاظ عليه بدرجة عالية أثناء التطور.

يتكون dimer من اثنين من ببتيد يسمى توبولين ألفا وبيتا. يتم بلمرة هذه لتشكيل الأنابيب الدقيقة ، والتي تتكون من ثلاثة عشر protofilaments مرتبة بالتوازي في شكل أنبوب مجوف.

واحدة من أكثر الخصائص ذات الصلة للأنابيب الدقيقة هي قطبية الهيكل. بمعنى آخر ، فإن طرفي الأنبوب الصغير ليسا متماثلين: تسمى إحدى الأطراف نهاية سريعة النمو أو "أكثر" ، والنهاية الأخرى بطيئة النمو أو "أقل"..

القطبية مهمة ، لأنها تحدد اتجاه الحركة على طول الأنبوب الصغير. ديمر توبولين قادر على بلمرة وإزالة الاستقطاب في دورات التجميع السريع. هذه الظاهرة تحدث أيضا في خيوط الأكتين.

هناك نوع ثالث من الوحدات الفرعية: إنه غاما توبولين. هذا ليس جزءًا من الأنابيب الدقيقة ويقع في المراكز المركزية ؛ ومع ذلك ، فإنه يشارك في نواة وتشكيل الأنابيب الدقيقة.

توبولين ألفا وبيتا

ترتبط الوحدات الفرعية ألفا وبيتا بقوة لتشكيل مغاير متغاير. في الواقع ، فإن تفاعل المجمع شديد لدرجة أنه لا ينفصل في ظل الظروف العادية.

تتكون هذه البروتينات من 550 حمض أميني ، معظمها من الأحماض. على الرغم من تشابه أنبيولين ألفا وبيتا متشابهان تمامًا ، إلا أنهما يتم ترميزهما بجينات مختلفة.

في توبولينا ألفا يمكن العثور على بقايا الأحماض الأمينية مع مجموعة الأسيتيل ، ومنح خصائص مختلفة في سوط الخلية.

ترتبط كل وحدة فرعية من توبولين بجزيئين: في ألفا توبولين ، يرتبط GTP بشكل لا رجعة فيه ، ولا يحدث التحلل المائي للمركب ، في حين أن موقع الربط الثاني في بيتولين توبولين ، يربط عكسيا GTP ويحللها.

ينتج عن التحلل المائي لـ GTP ظاهرة تسمى "عدم الاستقرار الديناميكي" حيث تخضع الأنابيب الدقيقة إلى دورات نمو وتلف ، وهذا يتوقف على معدل إدمان البوتولين ومعدل التحلل المائي GTP.

تُترجم هذه الظاهرة إلى معدل دوران عالٍ للأنابيب الدقيقة ، حيث يكون عمر النصف للهيكل بضع دقائق فقط.

وظائف

الهيكل الخلوي

الوحدات الفرعية ألفا وبيتا من بلمرة توبولين تؤدي إلى إنشاء الأنابيب الدقيقة ، والتي تعد جزءًا من الهيكل الخلوي.

بالإضافة إلى الأنابيب المجهرية ، يتكون الهيكل الخلوي من عنصرين هيكليين إضافيين: الأسقف المصغرة للأكتين بحوالي 7 نانومتر والخيوط الوسيطة التي يتراوح قطرها بين 10 و 15 نانومتر.

الهيكل الخلوي هو إطار الخلية ، ويعطيها الدعم ويحافظ على الشكل الخلوي. ومع ذلك ، فإن الغشاء والمقصورات دون الخلوية ليست ثابتة وهي في حركات مستمرة لتكون قادرة على تنفيذ ظواهر endocytosis ، البلعمة وإفراز المواد.

يسمح هيكل الهيكل الخلوي للخلية باستيعاب جميع المهام المذكورة.

إنها الوسيلة المثالية للعضيات الخلوية ، وغشاء البلازما والمكونات الخلوية الأخرى لأداء وظائفها المعتادة ، بالإضافة إلى المشاركة في انقسام الخلايا.

كما أنها تساهم في ظواهر الحركات الخلوية مثل تحرك الأميبات ، وفي الهياكل المتخصصة للتهجير مثل الأهداب والسوط. أخيرًا ، هي المسؤولة عن حركة العضلات.

الانقسام الفتيلي

بفضل عدم الاستقرار الديناميكي ، يمكن إعادة تنظيم الأنابيب الدقيقة بالكامل خلال عمليات تقسيم الخلايا. إن ترتيب الأنابيب الصغيرة أثناء الواجهة قادر على التفكيك ووحدات التبولين الفرعية مجانية.

يمكن أن يتجمع توبولين مرة أخرى وينشأ المغزل الانقسامي ، الذي يشارك في فصل الكروموسومات.

هناك بعض الأدوية ، مثل الكولشيسين والتاكسول والفينبلاستين التي تقطع عمليات انقسام الخلايا. يعمل مباشرة على جزيئات توبولين ، مما يؤثر على ظاهرة التجميع والتفكك في الأنابيب الدقيقة.

الجسيم المركزي

في الخلايا الحيوانية ، تمتد الأنابيب الدقيقة إلى الطبقة المركزية ، وهي بنية بالقرب من النواة تتشكل من زوج من الوحدات المركزية (كل اتجاه عمودي) وتحيط به مادة غير متبلورة ، تسمى المصفوفة المحيطة بالقطب..

الوحدات المركزية هي أجسام أسطوانية مكونة من تسعة توائم من الأنابيب المجهرية ، في منظمة تشبه الأهداب الخلوية والسوط.

في عملية الانقسام الخلوي ، تمتد الأنابيب الدقيقة من الخلايا السطحية ، مكونة المغزل الانقسامي ، المسؤول عن التوزيع الصحيح للكروموسومات على الخلايا الابنة الجديدة..

يبدو أن الوحدات المركزية ليست ضرورية لتجميع الأنابيب الدقيقة داخل الخلايا ، لأنها غير موجودة في الخلايا النباتية أو في بعض الخلايا حقيقية النواة ، كما هو الحال في بويضات بعض القوارض.

في المصفوفة المحيطة بالقطب ، يحدث الشروع لتجميع الأنابيب الدقيقة ، حيث يحدث النواة بمساعدة غاما توبولين.

المنظور التطوري

يتم تشفير الأنواع الثلاثة من توبولين (ألفا وبيتا وجاما) بواسطة جينات مختلفة وتكون متجانسة مع جين موجود في بدائيات النوى يرمز لبروتين مكون من 40.000 دالتون ، يسمى FtsZ. البروتين الجرثومي يشبه وظيفيا وهيكليا توبولين.

من المحتمل أن يكون للبروتين وظيفة أسلاف في البكتيريا وتم تعديله خلال العمليات التطورية ، مع إبرام البروتين بالوظائف التي يلعبها في حقيقيات النوى..

مراجع

1. Cardinali، D. P. (2007). العلوم العصبية التطبيقية: أسسها. Ed. Panamericana Medical.
2. كوبر ، جي. (2000). الخلية: المنهج الجزيئي. الطبعة الثانية. سندرلاند (ماجستير): سيناور أسوشيتس.
3. كورتيس ، هـ. ، وشانك ، أ. (2006). دعوة إلى علم الأحياء. Ed. Panamericana Medical.
4. Frixione، E.، & Meza، I. (2017). الآلات الحية: كيف تتحرك الخلايا?. صندوق الثقافة الاقتصادية.
5. Lodish H، Berk A، Zipursky SL، et al. (2000). بيولوجيا الخلية الجزيئية. الطبعة الرابعة. نيويورك: دبليو إتش فريمان.