mikrotubuli

mikrotubuli er proteinfilamenter som har en rørformet struktur og sammen med aktin og mellomfilamenter danner cytoskjelettet til eukaryote celler. De stabiliserer cellen og deltar også i transportene og bevegelsene i cellen.

Hva er mikrotubuli?

Mikrotubuli er rørformede polymerer hvis proteinstrukturer har en diameter på rundt 24 nm. Sammen med andre filamenter danner de cytoskjelettet, som gir cellene styrke og form. I tillegg spiller de også en essensiell rolle i cellebevegelse og er også viktige elementer i cilia, flagella, sentrioler og kjernespindler. Mikrotubuli er også veldig viktig for kreftbehandling. Noen aktive ingredienser som har innflytelse på delingen av tumorceller brukes allerede i form av kjemoterapeutiske eller cytostatiske midler.

Anatomi og struktur

Mikrotubuli består av alfa- og beta-tubulindimerer (heterodimerer). Heterodimerer er underenhetene til mikrotubuli, som også er kjent som protofilamenter. Protofilamentene bygger opp det hule legemet i form av en spiral ved å være superponert, med bare alfa-tubulin-enheter i den ene enden og bare beta-tubulin-underenheter i den andre enden. Alfa og beta-tubulin har muligheten til å binde 1 molekyl GTP. GTP er irreversibelt bundet til alpha tubulin.

Heterodimerer er fortrinnsvis lokalisert i plussenden, så en mikrotubule vokser i denne retningen, mens minusenden danner den stabile siden. En mikrotubule er mellom en mikrometer og flere hundre mikrometer lang. Mikrotubulene er anordnet enten som en singlett, dublett eller triplett. Filamentene kommer normalt fra det mikrotubulære organiseringssenteret, inkludert for eksempel sentriolene eller basallegemene. I tillegg skilles det mellom to forskjellige populasjoner: dynamiske, kortreiste og stabile, langlivede mikrotubuler. De stabile mikrotubuli representerer rammen av flagella, cilia og sentrioler.

De langlivede mikrotubuli forekommer også i aksonene til nevroner eller i flagella fra sædceller. Der sikrer de fleksibilitet, stabilitet og mobilitet. Dynamiske mikrotubuli kan også bli funnet der rask ombygging er nødvendig. I tillegg sikrer de fordelingen av kromosomene i dattercellene. Mikrotubuli bygges opp eller brytes ned vekselvis, med oppbygging og nedbrytning hovedsakelig foregår i plussenden. En mikrotubule vokser til det ikke lenger er nok heterodimerer.

Så begynner depolymeriseringen, hvorved konsentrasjonen av tubulin øker igjen og en ny vekst begynner. Ulike stoffer forhindrer depolymerisasjon eller polymerisasjon, disse brukes til å behandle sykdommer.

Funksjon og oppgaver

Mikrotubuli har multifunksjonelle oppgaver. De påvirker arrangementet av kromosomene og bevegelsen av vesiklene, som fungerer som et skinnesystem. Vesikkelaktiviteten er forutsetningen for transport av motorproteiner. Transporten skjer på grunn av proteinene kinesin og dynein, som er plassert på vesikkeloverflaten. Vesikler dekket med dynein fraktes fra pluss til minusenden, mens vesikler dekket med kinesin fraktes i motsatt retning.

Hvis individuelle mikrotubuli samler seg, dannes komplekse strukturer. Disse inkluderer sentriolene og basallegemene. Sentrioler består av ni mikrotubulitripletter, som består av to ufullstendige og en fullstendig mikrotubuli. Basallegemer har samme struktur som sentrioler. De er lokalisert under celleoverflaten og har som oppgave å forankre flagella og cilia. Kinocilia består av et sentralt par mikrotubuli og ni mikrotubuldubletter. Kinocilia forekommer primært på epitelceller og transporterer små partikler på overflaten av cellen. Cilia består av en plasmamembran og finnes på overflaten av eukaryote celler.

Deres sentrum består av stabile mikrotubuler som er ordnet i form av en bunt. Cilia er ansvarlig for bevegelse av væske over celleoverflaten. Noen protozoer bruker dem for eksempel til å samle matpartikler. Mange flimmerhår finnes på epitelcellene, der de transporterer slimlag med døde celler eller støvpartikler opp til halsen, slik at disse kan skilles ut senere.

I tillegg skaper cilia strøm på egglederveggen, slik at eggcellene kan transporteres gjennom egglederen. Flagella (flagella) har samme struktur som cinema cilia, men de er mye lengre og brukes til celleflytting. Dette inkluderer for eksempel bevegelse av sæd og transport av protozoer.

Du finner medisinene dine her

Sykdommer

Ved primær ciliær dysplasi er kinocilia defekt og antall dyneinmolekyler redusert. Primær ciliær dysplasi er en veldig sjelden arvelig lidelse der transportmekanismen som bærer inhalerte bakterier og partikler ikke fungerer som den skal. Som et resultat mangler bevegelsen til kinocilia eller den er veldig ukoordinert.

Av denne grunn kan ikke skittpartiklene transporteres forsvarlig med bronkialslem eller sekresjon av paranasale bihuler, noe som fører til bronkiektase (irreversibel bronkial dilatasjon), kronisk bronkitt eller kronisk bihulebetennelse. Hvis flagellenes slag av sædcellen hos menn forstyrres, oppstår infertilitet. I sammenheng med Alzheimers sykdom finnes endrede mikrotubuli i pasientens hjerne. I denne sykdommen påvirker enzymet MARK2 proteinet tau. I normale celler er tau bundet til mikrotubuli, noe som stabiliserer dem. Når MARK2 virker på tau, oppstår imidlertid ustabilitet i cytoskjelettet og forstyrrelse i celletransportsystemet, som er et av kjennetegnene på Alzheimers sykdom.