MIKROTUBULE: ZGRADBA, FUNKCIJE IN KLINIČNI POMEN - BIOLOGIJA - 2026

V mikrotubuli so oblikovani celičnih struktur, ki igrajo ključno valjni podpore - povezane funkcije, mobilni gibljivost in delitev celic, med drugim. Ti nitki so prisotni v evkariontskih celicah.

So votli in njihov notranji premer je v vrstnem redu 25 nm, zunanji pa 25 nm. Dolžina se giblje med 200 nm in 25 µm. So precej dinamične strukture, z določeno polarnostjo, ki lahko rastejo in se skrajšajo.

Struktura in sestava

Mikrotubuli so sestavljeni iz beljakovinskih molekul. Narejene so iz beljakovine, imenovane tubulin.

Tubulin je dimer, dve njegovi komponenti sta α-tubulin in β-tubulin. Votla valja je sestavljena iz trinajstih verig tega dimerja.

Konci mikrotubule niso enaki. To pomeni, da obstaja polarnost nitk. Ena skrajnost je znana kot plus (+), druga pa minus (-).

Mikrotubul ni statična struktura, nitke lahko hitro spremenijo velikost. Ta proces rasti ali skrajšanja poteka predvsem v skrajnem primeru; Ta postopek se imenuje samonastavitev. Dinamičnost mikrotubul omogoča živalskim celicam, da spremenijo svojo obliko.

Izjeme so. Ta polarnost je nejasna v mikrotubulah znotraj dendritov, v nevronih.

Mikrotubuli niso homogeno razporejeni v vseh oblikah celic. Njegova lokacija je odvisna predvsem od vrste celice in stanja v njej. Na primer, pri nekaterih protozojskih parazitih mikrotubuli tvorijo oklep.

Ko se celica nahaja v vmesniku, se ti nitki razpršijo v citoplazmi. Ko se celica začne deliti, se mikrotubule začnejo organizirati na mitotskem vretenu.

Lastnosti

Citoskelet

Citoskelet je sestavljen iz vrste nitk, vključno z mikrotubuli, vmesnimi nitkami in mikrofilamenti. Kot že ime pove, je citoskelet odgovoren za podporo celici, gibljivost in regulacijo.

Mikrotubuli se povezujejo s specializiranimi proteini (MAP), da izpolnijo svoje funkcije.

Citoskelet je še posebej pomemben v živalskih celicah, saj nimajo celične stene.

Mobilnost

Mikrotubuli igrajo temeljno vlogo pri motoričnih funkcijah. Služijo kot nekakšen namig za gibanje beljakovin, povezanih z gibanjem. Podobno so mikrotubule ceste, beljakovine pa avtomobili.

Natančneje, kinezini in dinin so proteini, ki jih najdemo v citoplazmi. Ti proteini se vežejo na mikrotubule, da izvajajo premike in omogočajo mobilizacijo materialov po celičnem prostoru.

Prenašajo vezikule in potujejo velike razdalje skozi mikrotubule. Prevažajo lahko tudi blago, ki ga ni v mehurčkih.

Motorni proteini imajo nekakšno roko in skozi spremembe oblike teh molekul se lahko izvaja gibanje. Ta postopek je odvisen od ATP.

Celična delitev

Kar zadeva delitev celic, so bistvene za pravilno in pravično porazdelitev kromosomov. Mikrotubuli se sestavijo in tvorijo mitotsko vreteno.

Ko se jedro razdeli, mikrotubule prenašajo in ločujejo kromosome na nova jedra.

Cilia in flagella

Mikrotubule so povezane s celičnimi strukturami, ki omogočajo gibanje: cilija in flagela.

Ti dodatki so oblikovani kot tanki biči in omogočajo gibanje celice v njihovem okolju. Mikrotubuli spodbujajo sestavljanje teh razširitev celic.

Cilia in flagella imajo identično strukturo; vendar so cilije krajše (10 do 25 mikronov) in ponavadi delujejo skupaj. Za gibanje je uporabljena sila vzporedna z membrano. Čiliji delujejo kot "vesla", ki potiskajo celico.

V nasprotju s tem so flagele daljše (50 do 70 mikronov) in celica ima na splošno eno ali dve. Aplicirana sila je pravokotna na membrano.

V prečnem prerezu teh prilog je razporeditev 9 + 2. Ta nomenklatura se nanaša na prisotnost 9 parov spojenih mikrotubul, ki obdajajo osrednji, kondenziran par.

Motorna funkcija je produkt delovanja specializiranih beljakovin; dynein je eden od teh. Zahvaljujoč ATP lahko beljakovine spremenijo svojo obliko in omogočijo gibanje.

Na stotine organizmov uporablja te strukture, da bi jih obšlo. Cilia in flagella sta med drugim prisotni v enoceličnih organizmih, v spermatozoidih in majhnih večceličnih živalih. Bazalno telo je celična organela, iz katere izhajajo cilija in flagele.

Centrioles

Centriole so izjemno podobne bazalnim telesom. Te organele so značilne za evkariontske celice, razen za rastlinske celice in nekatere protiste.

Te strukture so v obliki sode. Njegov premer je 150 nm, njegova dolžina pa 300-500 nm. Mikrotubuli v centriolah so organizirani v tri spojene filamente.

Centriole so nameščene v strukturi, imenovani centrosom. Vsak centrosom je sestavljen iz dveh centriolov in z beljakovinami bogate matrice, ki se imenuje pericentriolarni matriks. V tej ureditvi centriole organizirajo mikrotubule.

Natančna funkcija centriolov in delitev celic še ni natančno znana. V nekaterih poskusih smo centriole odstranili in omenjeno celico lahko brez večjih nevšečnosti delimo. Centriole so odgovorne za oblikovanje mitotskega vretena: kromosomi so tukaj združeni.

Rastline

V rastlinah mikrotubuli igrajo dodatno vlogo pri razporeditvi celične stene in pomagajo organizirati celulozna vlakna. Prav tako pomagajo delitvi in ​​razširitvi celic v rastlinah.

Klinični pomen in zdravila

Za rakave celice je značilno visoko mitotično delovanje; tako bi iskanje drog, ki bi ciljalo na mikrotubulo, pomagalo ustaviti takšno rast.

Obstajajo številna zdravila, ki so odgovorna za destabilizacijo mikrotubul. Kolcemid, kolhicin, vinkristin in vinblastin preprečujejo polimerizacijo mikrotubul.

Na primer, kolhicin se uporablja za zdravljenje protina. Druge se uporabljajo pri zdravljenju malignih tumorjev.

Reference

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologija: življenje na zemlji. Pearsonova vzgoja.
2. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologija. Panamerican Medical Ed.
3. Eynard, AR, Valentich, MA, in Rovasio, RA (2008). Histologija in embriologija človeka: celične in molekularne baze. Panamerican Medical Ed.
4. Kierszenbaum, AL (2006). Histologija in celična biologija. Druga izdaja Elsevier Mosby.
5. Rodak, BF (2005). Hematologija: osnove in klinične uporabe. Panamerican Medical Ed.
6. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Življenje: Nauk o biologiji. Panamerican Medical Ed.