Tubulina Alfa och Beta, Funktioner



den tubulin är ett globärt dimeriskt protein bildat av två polypeptider: tubulin alfa och beta. De är anordnade i form av ett rör för att ge upphov till mikrotubuli, vilka tillsammans med aktinmikrofilamenten och de mellanliggande filamenten utgör cytoskeletten.

Mikrotubuli är i olika essentiella biologiska strukturer, såsom ett gissel för spermier, förlängningarna av de ciliater, cilier av luftstrupe och äggledarna, bland andra.

Dessutom är de strukturer som bildar tubulinafunktionen som transportvägar -analoger till spåren av ett tåg av material och organeller inuti cellen. Förskjutningen av ämnen och strukturer är möjlig tack vare motorproteiner associerade med mikrotubuli, kallad kinesin och dynein.

index

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 Tubulin alfa och beta
  • 3 funktioner
    • 3.1 Cytoskeleton
    • 3.2 Mitos
    • 3,3 Centrosome
  • 4 Evolutionärt perspektiv
  • 5 referenser

Allmänna egenskaper

Tubulin-subenheterna är heterodimerer av 55 000 dalton och är byggstenarna hos mikrotubuli. Tubulin finns i alla eukaryota organismer och har varit mycket konserverad under utvecklingens gång.

Dimeren består av två polypeptider som kallas tubulin alfa och beta. Dessa polymeriseras för att bilda mikrotubuli, vilka består av tretton protofilament anordnade parallellt i form av ett ihåligt rör.

En av de mest relevanta egenskaperna hos mikrotubuli är strukturens polaritet. Med andra ord är de två ändarna av mikrotubulen inte samma: den ena änden kallas det snabbt växande änden eller "mer", och den andra änden är långsamt växande eller "mindre"..

Polaritet är viktigt, eftersom det bestämmer rörelseriktningen längs mikrotubulen. Tubulindimeret kan polymerisera och depolariseras i snabba sammansättningscykler. Detta fenomen uppträder också i aktinfilament.

Det finns en tredje typ av subenhet: det är gamma tubulin. Detta är inte en del av mikrotubuli och ligger i centrosomer; Det deltar emellertid i kärnbildning och bildning av mikrotubuli.

Tubulin alfa och beta

Alfa- och beta-subenheterna är starkt associerade för att bilda en komplex heterodimer. Faktum är att komplexets interaktion är så intensiv att den inte dissocierar under normala förhållanden.

Dessa proteiner bildas av 550 aminosyror, mestadels syror. Även om alfa- och beta-tubulinerna är ganska lika, kodas de av olika gener.

I tubulina alfa kan man hitta aminosyrarester med en acetylgrupp, vilket ger olika egenskaper i cell flagella.

Varje subenhet av tubulin är associerad med två molekyler i alfa-tubulin GTP binder irreversibelt och hydrolys av föreningen inte inträffar, medan den andra bindningsstället på beta tubulin binder reversibelt GTP och hydrolyserar.

GTP-hydrolys vilket resulterar i ett fenomen som kallas "dynamisk instabilitet" där mikrotubuli undergår cykler av ökning och minskning, beroende på hastigheten för tillsats av tubulin och hastigheten för hydrolys av GTP.

Detta fenomen övergår till en hög omsättningshastighet av mikrotubuli, där halveringstiden för strukturen är bara några minuter.

funktioner

cytoskelettet

Alfa- och beta-subenheterna av tubulin polymeriserar för att ge upphov till mikrotubuli, vilka är en del av cytoskeletten.

Förutom mikrotubuli består cytoskeletten av två ytterligare strukturella element: aktinmikrofilamenten av ca 7 nm och de mellanliggande filamenten med 10 till 15 nm i diameter.

Cytoskeletten är ramen för cellen, ger den stöd och upprätthåller cellformen. Membranet och de subcellulära facken är emellertid inte statiska och är i konstanta rörelser för att kunna utföra fenomenen endocytos, fagocytos och utsöndring av material.

Cytoskelets struktur gör det möjligt för cellen att rymma sig för att uppfylla alla nämnda funktioner.

Det är det idealiska mediet för cellulära organeller, plasmamembranet och andra cellulära komponenter för att utföra sina vanliga funktioner, förutom att delta i celldelning.

De bidrar också till fenomenen av cellulära rörelser som amoebas rörelse och i specialiserade strukturer för förskjutning som cilia och flagella. Slutligen är det ansvaret för muskelrörelsen.

mitos

Tack vare den dynamiska instabiliteten kan mikrotubuli omorganiseras fullständigt under celldelningsprocesser. Mikrotubuleanordningen under gränssnittet kan demontera och tubulin-subenheterna är fria.

Tubulin kan monteras igen och härleda den mitotiska spindeln, som deltar i separation av kromosomerna.

Det finns vissa läkemedel, såsom kolchicin, taxol och vinblastin som avbryter celldelningsprocesser. Verkar direkt på tubulinmolekyler, som påverkar montering och dissociationsfenomenet av mikrotubuli.

centrosom

I djurceller, mikrotubuli förlänga centrosom, en nära kärnstruktur bildad av ett par av centrioler (vardera orienterad vinkelrätt) och omgiven av en amorf substans, som kallas pericentriolar matris.

Centriolerna är cylindriska kroppar som bildas av nio tripletter av mikrotubuli, i en organisation som liknar cellcilia och flagella.

Vid celldelningen sträcker sig mikrotubuli från centrosomerna, som bildar den mitotiska spindeln, som är ansvarig för korrekt fördelning av kromosomerna till de nya dottercellerna..

Det verkar som om centrioler inte är nödvändiga för sammansättningen av mikrotubuli inuti celler, eftersom de inte är närvarande i växtceller eller i vissa eukaryota celler, som hos ägglossningar hos vissa gnagare.

I den pericentriolära matrisen inträffar initiering för montering av mikrotubuli, där kärnbildning sker med hjälp av gamma tubulin.

Evolutionärt perspektiv

De tre typerna av tubulin (alfa, beta och gamma) kodas av olika gener och är homologa med en gen som finns i prokaryoter som kodar ett protein av 40.000 dalton, som kallas FtsZ. Det bakteriella proteinet är funktionellt och strukturellt lik tubulin.

Det är sannolikt att proteinet hade en förfäderlig funktion i bakterierna och modifierades under de evolutionära processerna, avslutande i ett protein med de funktioner som det spelar i eukaryotema..

referenser

  1. Cardinali, D. P. (2007). Tillämpad neurovetenskap: dess grundvalar. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). Cellen: En molekylär tillvägagångssätt. 2: a upplagan. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Inbjudan till biologi. Ed. Panamericana Medical.
  4. Frixione, E., & Meza, I. (2017). Levande maskiner: Hur celler rör sig?. Ekonomisk kulturfond.
  5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Molecular Cell Biology. 4: e upplagan. New York: W.H. Freeman.