Plik tubulina to globularne białko dimeryczne zbudowane z dwóch polipeptydów: tubuliny alfa i beta. Są ułożone w formie rurki, z której powstają mikrotubule, które wraz z mikrowłóknami aktyny i filamentami pośrednimi tworzą cytoszkielet.
Mikrotubule znajdują się w różnych podstawowych strukturach biologicznych, takich jak między innymi wici plemników, przedłużenia organizmów rzęskowych, rzęski tchawicy i jajowody..
Ponadto struktury, które tworzy tubulina, działają jako drogi transportowe - analogiczne do torów pociągu - materiałów i organelli w komórce. Przemieszczanie substancji i struktur jest możliwe dzięki związanym z mikrotubulami białkom motorycznym, zwanym kinezyną i dyneiną..
Indeks artykułów
Podjednostki tubuliny to heterodimery 55 000 daltonów i są budulcem mikrotubul. Tubulina znajduje się we wszystkich organizmach eukariotycznych i była silnie konserwowana podczas całej ewolucji.
Dimer składa się z dwóch polipeptydów zwanych tubuliną alfa i beta. Te polimeryzują tworząc mikrotubule, które składają się z trzynastu protofilamentów ułożonych równolegle w kształcie wydrążonej rurki..
Jedną z najważniejszych cech mikrotubul jest biegunowość struktury. Innymi słowy, dwa końce mikrotubuli nie są takie same: jeden koniec nazywany jest końcem szybko rosnącym lub „więcej”, a drugi jest końcem wolno rosnącym lub „mniej”..
Biegunowość jest ważna, ponieważ określa kierunek ruchu wzdłuż mikrotubuli. Dimer tubuliny jest zdolny do polimeryzacji i depolaryzacji w szybkich cyklach składania. Zjawisko to występuje również w filamentach aktynowych.
Istnieje trzeci rodzaj podjednostki: jest to tubulina gamma. Nie jest to część mikrotubul i znajduje się w centrosomach; uczestniczy jednak w zarodkowaniu i tworzeniu mikrotubul.
Podjednostki alfa i beta silnie łączą się, tworząc złożony heterodimer. W rzeczywistości interakcja kompleksu jest tak intensywna, że nie dysocjuje w normalnych warunkach..
Białka te składają się z 550 aminokwasów, w większości kwaśnych. Chociaż tubuliny alfa i beta są dość podobne, są kodowane przez różne geny..
W alfa tubulinie można znaleźć reszty aminokwasowe z grupą acetylową, nadające jej różne właściwości w wici komórkowej..
Z każdą podjednostką tubuliny związane są dwie cząsteczki: w tubulinie alfa GTP wiąże się nieodwracalnie i nie zachodzi hydroliza związku, natomiast drugie miejsce wiązania w tubulinie beta wiąże GTP odwracalnie i hydrolizuje go..
Hydroliza GTP powoduje zjawisko zwane „dynamiczną niestabilnością”, w którym mikrotubule przechodzą cykle wzrostu i spadku, w zależności od szybkości dodawania tubuliny i szybkości hydrolizy GTP..
Zjawisko to skutkuje dużą szybkością obrotu mikrotubul, gdzie okres półtrwania struktury wynosi zaledwie kilka minut..
Podjednostki alfa i beta tubuliny polimeryzują, tworząc mikrotubule, które są częścią cytoszkieletu.
Oprócz mikrotubul cytoszkielet składa się z dwóch dodatkowych elementów strukturalnych: mikrofilamentów aktyny o długości około 7 nm i włókien pośrednich o średnicy od 10 do 15 nm..
Cytoszkielet stanowi szkielet komórki, wspiera i utrzymuje kształt komórki. Jednak błona i przedziały subkomórkowe nie są statyczne i są w ciągłym ruchu, aby móc przeprowadzać zjawiska endocytozy, fagocytozy i wydzielania materiałów..
Struktura cytoszkieletu pozwala komórce dostosować się do wszystkich wyżej wymienionych funkcji..
Jest to idealne podłoże dla organelli komórkowych, błony plazmatycznej i innych składników komórkowych, aby mogły pełnić swoje normalne funkcje, oprócz udziału w podziale komórek.
Przyczyniają się również do zjawisk związanych z ruchem komórkowym, takich jak ruch ameby, oraz wyspecjalizowanych struktur ruchu, takich jak rzęski i wici. Wreszcie odpowiada za ruch mięśni.
Dzięki dynamicznej niestabilności mikrotubule mogą ulec całkowitej reorganizacji podczas procesów podziału komórek. Układ mikrotubul na granicy faz jest zdolny do demontażu, a podjednostki tubuliny są wolne.
Tubulina może się ponownie złożyć i spowodować powstanie wrzeciona mitotycznego, które bierze udział w oddzielaniu chromosomów.
Istnieją pewne leki, takie jak kolchicyna, taksol i winblastyna, które zakłócają procesy podziału komórek. Działa bezpośrednio na cząsteczki tubuliny, wpływając na zjawisko składania i dysocjacji mikrotubul.
W komórkach zwierzęcych mikrotubule rozciągają się do centrosomu, struktury znajdującej się blisko jądra, składającej się z pary centrioli (z których każda jest zorientowana prostopadle) i otoczonych bezpostaciową substancją, zwaną macierzą okołośrodkową..
Centriole są cylindrycznymi ciałami utworzonymi przez dziewięć trojaczków mikrotubul, w organizacji podobnej do rzęsek i wici komórkowych..
W procesie podziału komórek mikrotubule wychodzą z centrosomów, tworząc w ten sposób wrzeciono mitotyczne, odpowiedzialne za prawidłową dystrybucję chromosomów do nowych komórek potomnych..
Wydaje się, że centriole nie są niezbędne do tworzenia mikrotubul w komórkach, ponieważ nie występują w komórkach roślinnych ani w niektórych komórkach eukariotycznych, takich jak zalążki niektórych gryzoni.
W macierzy okołośrodkowej następuje inicjacja tworzenia mikrotubul, gdzie zarodkowanie zachodzi za pomocą tubuliny gamma.
Trzy typy tubuliny (alfa, beta i gamma) są kodowane przez różne geny i są homologiczne z genem występującym u prokariotów, który koduje białko 40 000 daltonów, zwane FtsZ. Białko bakteryjne jest funkcjonalnie i strukturalnie podobne do tubuliny.
Jest prawdopodobne, że białko pełniło funkcję przodków u bakterii i zostało zmodyfikowane podczas procesów ewolucyjnych, kończąc na białku z funkcjami, które spełnia u eukariontów.
Jeszcze bez komentarzy