میکروتوبول ها: ساختار ، عملکرد و بیماری ها

میکروتوبول ها رشته های پروتئینی هستند که ساختاری لوله ای دارند و همراه با اکتین و رشته های میانی اسکلت سلولی سلول های یوکاریوتی را تشکیل می دهند. آنها سلول را تثبیت می کنند و همچنین در حمل و نقل و حرکت درون سلول شرکت می کنند.

میکروتوبول ها چیست؟

میکروتوبول ها پلیمرهای لوله ای هستند که ساختار پروتئین آنها حدود 24nm قطر دارد. آنها همراه با رشته های دیگر اسکلت سلولی را ایجاد می کنند که به سلول ها می دهد استحکام و شکل علاوه بر این ، آنها همچنین نقشی اساسی در حرکت سلول دارند و همچنین عناصر مهم مژک ، تاژک ، سانتریول و دوک هسته ای هستند. میکروتوبول ها نیز در بسیار مهم هستند سرطان درمان. برخی از عواملی که بر تقسیم سلول تومور تأثیر دارند ، قبلاً به صورت شیمی درمانی یا سیتواستاتیک.

آناتومی و ساختار

میکروتوبول ها از دیمرهای آلفا و بتا توبولین (هترو دایمرها) تشکیل شده اند. هترو دایمرها زیرواحد میکروتوبول ها هستند که به آنها پروتوفیلامنت نیز گفته می شود. پروتیفیلمنت ها در اثر جابجایی ، بدن توخالی را به صورت مارپیچ تشکیل می دهند ، در یک انتها فقط واحدهای آلفا توبولین و در انتهای دیگر فقط زیر واحد های بتا توبولین وجود دارد. آلفا و بتا توبولین خاصیت اتصال 1 مولکول GTP را دارند. در آلفا توبولین ، GTP غیرقابل بازگشت است. هترو دایمرها ترجیحاً در انتهای مثبت قرار دارند ، بنابراین یک میکروتوبول در این جهت رشد می کند ، در حالی که انتهای منفی طرف پایدار را تشکیل می دهد. طول یک میکروتوبول بین یک میکرومتر و چند صد میکرومتر است. آرایش میکروتوبول ها به صورت تک ، دو قلو یا سه قلو است. رشته ها به طور معمول از مرکز سازماندهی میکروتوبول سرچشمه می گیرند که شامل ، مثلاً سانتریولها یا اجسام پایه است. علاوه بر این ، دو جمعیت مختلف از هم متمایز می شوند: میکروتوبول های پویا ، کوتاه مدت و میکروتوبول های پایدار و طولانی مدت. میکروتوبولهای پایدار داربست تاژک ، مژک و سانتریول را تشکیل می دهند. علاوه بر این ، میکروتوبولهای با عمر طولانی نیز در آکسونهای سلولهای عصبی یا در تاژکهای آن یافت می شوند نطفه سلول ها. در آنجا آنها انعطاف پذیری ، ثبات و تحرک را فراهم می کنند. میکروتوبول های پویا نیز در مواردی یافت می شود که به بازسازی سریع نیاز باشد. علاوه بر این ، آنها اطمینان از توزیع of کروموزوم در سلولهای دختر. میکروتوبول ها به طور متناوب ساخته و یا تجزیه می شوند و عمدتا در انتهای مثبت تشکیل یا تجزیه می شوند. میکروتوبول رشد می کند تا جایی که دیگر هترودایمر کافی نباشد. پس از آن دپلیمریزاسیون شروع می شود و باعث ایجاد غلظت توبولین دوباره افزایش می یابد و رشد مجدد آغاز می شود. مواد مختلف باعث جلوگیری از پلیمر شدن یا پلیمریزاسیون می شوند ، اینها برای درمان بیماری ها استفاده می شوند.

عملکرد و وظایف

میکروتوبول ها وظایف چند منظوره ای دارند. آنها بر چیدمان تأثیر می گذارند کروموزوم و حرکت وزیکول ، که مانند یک سیستم ریلی عمل می کند. فعالیت وزیکول پیش شرط حمل و نقل موتور است پروتئین ها. حمل و نقل به دلیل پروتئین ها kinesin و dynein که در سطح وزیکول قرار دارند. وزیکول های اشغال شده توسط دینئین از حالت مثبت به انتهای منفی منتقل می شوند ، در حالی که وزیکول های اشغال شده توسط کینسین در جهت مخالف حمل می شوند. هنگامی که میکروتوبول های جداگانه جمع می شوند ، ساختارهای پیچیده ای تشکیل می شود. این شامل سانتریولها و اجسام پایه است. سانتریول ها از نه سه گانه میکروتوبول تشکیل شده اند که از دو میکروتوبول ناقص و یک کامل تشکیل شده اند. اجسام پایه همان ساختار سانتریول ها را دارند. آنها در زیر سطح سلول قرار دارند و عملکرد لنگر انداختن تاژک و کینوسلیا را دارند. کینوسیل ها از یک جفت میکروتوبول مرکزی و نه جفت میکروتوبول تشکیل شده اند. کینوسیل ها عمدتا در سلول های اپیتلیال یافت می شوند و ذرات کوچک را روی سطح سلول منتقل می کنند. Cilia از غشای پلاسما تشکیل شده است و در سطح سلولهای یوکاریوتی یافت می شود. مرکز آنها از میکروتوبول های پایدار تشکیل شده است که به صورت یک بسته نرم افزاری قرار گرفته اند. Cilia حرکت مایع را در سطح سلول فراهم می کند. به عنوان مثال ، آنها توسط برخی از تک یاخته ها برای جمع آوری ذرات غذا استفاده می شود. بسیاری از مژک ها در سلولهای اپیتلیال یافت می شوند ، جایی که آنها لایه های مخاطی حاوی سلولهای مرده یا ذرات گرد و غبار را به سمت حلق منتقل می کنند تا پس از آن دفع شوند. علاوه بر این ، مژک ها جریان دیواره لوله رحمی را ایجاد می کنند تا تخمک ها بتوانند از طریق لوله رحمی منتقل می شود. تاژک (تاژک) ساختار مشابه کینوسیلیا دارد ، اما ساختار آنها بسیار طولانی تر است و از حرکت سلول استفاده می کند. این شامل ، به عنوان مثال ، نطفه جابجایی و حمل و نقل تک یاخته ای.

بیماری

در دیسپلازی مژگانی اولیه ، کینوسیلیا به طور معیوب و تعداد داینئین ساخته شده است مولکول ها کاهش یافته است دیسپلازی مژگانی اولیه یک بیماری ارثی است که بسیار نادر اتفاق می افتد و در آن مکانیسم حمل و نقل استنشاق می شود باکتری و ذرات به درستی کار نمی کنند. در نتیجه ، حرکت kinocilia وجود ندارد یا بسیار ناهماهنگ است. به همین دلیل ، ذرات آلودگی با مخاط برونش یا ترشح آن سینوسهای پارانازال نمی تواند به درستی منتقل شود ، که منجر به برونشکتازی (اتساع برونش برگشت ناپذیر) ، به حالت مزمن برونشیت یا به مزمن سینوزیت. اگر تاژک زدن ضرب و شتم نطفه در مردان آشفته است ، ناباروری رخ می دهد که در آلزایمر بیماری ، میکروتوبولهای تغییر یافته در مغز بیماران یافت می شود. در این بیماری ، آنزیم MARK2 بر پروتئین تاو تأثیر می گذارد. در سلول های طبیعی ، tau به میکروتوبول ها متصل می شود و آنها را تثبیت می کند. با این حال ، هنگامی که MARK2 بر روی تاو عمل می کند ، بی ثباتی اسکلت اسکلتی و اختلال در سیستم انتقال سلول رخ می دهد ، که یکی از ویژگی های بارز آلزایمر مرض.