mikrotubuli

mikrotubuli er proteinfilamenter, der har en rørformet struktur, og danner sammen med actin og mellemliggende filamenter cytoskelettet af eukaryote celler. De stabiliserer cellen og deltager også i transporter og bevægelser inden i cellen.

Hvad er mikrotubuli?

Mikrotubulier er rørformede polymerer, hvis proteinstrukturer har en diameter på ca. 24 nm. Sammen med andre filamenter danner de cytoskelettet, hvilket giver cellerne styrke og form. Derudover spiller de også en væsentlig rolle i cellebevægelse og er også vigtige elementer i cilia, flagella, centrioler og kernespindler. Mikrotubulier er også meget vigtige til kræftbehandling. Nogle aktive ingredienser, der har indflydelse på opdelingen af ​​tumorceller, anvendes allerede i form af kemoterapeutiske midler eller cytostatika.

Anatomi & struktur

Mikrotuber består af alfa- og beta-tubulindimerer (heterodimerer). Heterodimererne er underenhederne til mikrotubulier, der også er kendt som protofilamenter. Protofilamenterne bygger det hule legeme i form af en spiral ved at være superponeret med kun alfa-tubulin-enheder i den ene ende og kun beta-tubulin-underenheder i den anden ende. Alpha- og beta-tubulin har egenskaben af ​​at binde 1 molekyle GTP. GTP er uigenkaldeligt bundet til alpha tubulin.

Heterodimererne er fortrinsvis placeret ved plusenden, så en mikrotubule vokser i denne retning, mens minusenden danner den stabile side. En mikrotubule er mellem en mikrometer og flere hundrede mikrometer lang. Mikrotubulerne er arrangeret enten som en singlet, dublet eller triplet. Filamenterne kommer normalt fra det mikrotubulære organiseringscenter, herunder fx centrioler eller basallegemer. Derudover sondres der mellem to forskellige populationer: dynamiske, kortvarige og stabile, langlivede mikrotubuli. De stabile mikrotubuli repræsenterer rammerne for flagella, cilia og centrioler.

De langvarige mikrotubuli forekommer også i aksoner af neuroner eller i flagellaen fra sædceller. Der sikrer de fleksibilitet, stabilitet og mobilitet. Dynamiske mikrotubuli kan også findes, hvor hurtig rekonstruktion er påkrævet. Derudover sikrer de fordelingen af ​​kromosomerne i dattercellerne. Mikrotubuli opbygges eller nedbrydes skiftevis, hvor opbygningen og nedbrydningen hovedsageligt finder sted i plusenden. En mikrotubule vokser, indtil der ikke længere er nok heterodimerer.

Derefter begynder depolymerisationen, hvorved koncentrationen af ​​tubulin øges igen, og en ny vækst begynder. Forskellige stoffer forhindrer depolymerisation eller polymerisation, disse bruges til behandling af sygdomme.

Funktion & opgaver

Mikrotuber har multifunktionelle opgaver. De påvirker arrangementet af kromosomerne og bevægelsen af ​​vesiklerne, der fungerer som et skinnesystem. Vesikelaktiviteten er forudsætningen for transport af motorproteiner. Transporten finder sted på grund af proteinerne kinesin og dynein, som er placeret på vesikeloverfladen. Vesikler, der er dækket med dynein, transporteres fra plus til minusenden, mens vesikler dækket med kinesin transporteres i den modsatte retning.

Hvis der samles individuelle mikrotubuli, dannes komplekse strukturer. Disse inkluderer centrioler og basallegemer. Centrioler består af ni mikrotubulatripletter, der består af to ufuldstændige og en komplet mikrotubule. Basallegemer har den samme struktur som centrioler. De er placeret under celleoverfladen og har til opgave at forankre flagella og cilia. Kinocilia består af et centralt par mikrotubuli og ni mikrotubulatdubletter. Kinocilia forekommer primært på epitelceller og transporterer små partikler på overfladen af ​​cellen. Cilia består af en plasmamembran og findes på overfladen af ​​eukaryote celler.

Deres centrum består af stabile mikrotubuler, der er arrangeret i form af et bundt. Cilia er ansvarlig for bevægelse af væske over celleoverfladen. For eksempel bruger nogle protozoer dem til at opsamle madpartikler. Der findes mange cilia på epitelcellerne, hvor de transporterer slimlag med døde celler eller støvpartikler op til halsen, så de kan udskilles senere.

Derudover skaber cilia en strøm på æggelederens væg, så æggecellerne kan transporteres gennem æggelederen. Flagella (flagella) har den samme struktur som cilia cilia, men de er meget længere og bruges til celleflytning. Dette inkluderer for eksempel bevægelse af sædceller og transport af protozoer.

Du kan finde din medicin her

sygdomme

Ved primær ciliær dysplasi er kinocilia defekt, og antallet af dyneinmolekyler reduceres. Primær ciliær dysplasi er en meget sjælden arvelig sygdom, hvor transportmekanismen, der bærer inhalerede bakterier og partikler, ikke fungerer korrekt. Som et resultat mangler kinocilia-bevægelsen, eller den er meget ukoordineret.

Af denne grund kan snavspartiklerne ikke transporteres korrekt med bronchial slim eller sekretion af paranasale bihuler, hvilket fører til bronchiectasis (irreversibel bronchial dilatation), kronisk bronkitis eller kronisk bihulebetændelse. Hvis flagellenes slag fra sædcellerne hos mænd forstyrres, forekommer infertilitet. I forbindelse med Alzheimers sygdom findes ændrede mikrotubuli i patientens hjerne. I denne sygdom påvirker enzymet MARK2 protein tau. I normale celler er tau bundet til mikrotubuli, hvilket stabiliserer dem. Når MARK2 virker på tau, forekommer imidlertid skelet-ustabilitet og en forstyrrelse i celletransportsystemet, hvilket er et af kendetegnene for Alzheimers sygdom.