Микротубуле

Микротубуле су протеински филаменти који имају цевасту структуру и заједно са актинским и интермедијарним филаментима формирају цитоскелет еукариотских ћелија. Они стабилизирају ћелију и такође доприносе транспорту и кретању унутар ћелије.

Шта су микротубуле?

Микротубули су цевасти полимери чије протеинске структуре имају пречник око 24 нм. Заједно са другим нитима формирају цитоскелет који ћелијама даје снагу и облик. Поред тога, они такође играју суштинску улогу у кретању ћелија и такође су важни елементи цилија, флагела, центриола и нуклеарних вретена. Микротубули су такође веома важни за терапију рака. Неки активни састојци који утичу на поделу ћелија тумора већ се користе у облику хемотерапијских или цитостатских средстава.

Анатомија и структура

Микротубуле се састоје од алфа и бета тубулинских димера (хетеродимера). Хетеродимери су подјединице микротубула, које су такође познате као протофиламенти. Протофиламенти граде шупље тело у облику спирале налегањем, са само алфа-тубулинским јединицама на једном крају, а само бета-тубулинским подјединицама на другом крају. Алфа и бета тубулин имају својство везања 1 молекула ГТП-а. ГТП је неповратно везан за алфа тубулин.

Хетеродимери су пожељно смештени на плус крају, тако да микротубула расте у овом смеру, док минус крај формира стабилну страну. Микротубула је дугачка од једног микрометра до неколико стотина микрометара. Микротубуле су распоређене или као синглет, дубле или трипле. Влакна обично потичу из центра за организовање микротубула, укључујући, на пример, центриоле или базална тела. Поред тога, прави се разлика између две различите популације: динамичних, краткотрајних и стабилних, дугоживећих микротубула. Стабилне микротубуле представљају оквир флагела, цилија и центриола.

Дуговечне микротубуле се такође јављају у аксонима неурона или у флагелама сперматозоида. Тамо обезбеђују флексибилност, стабилност и мобилност. Динамичке микротубуле такође се могу наћи тамо где је потребно брзо ремоделирање. Поред тога, они обезбеђују расподелу хромозома у ћелијама кћери. Микротубули се граде или разграђују наизменично, при чему се накупљања и распада углавном дешавају на плус крају. Микротубула расте све док нема више хетеродимера.

Тада почиње деполимеризација, при чему се концентрација тубулина поново повећава и почиње нови раст. Различите супстанце спречавају деполимеризацију или полимеризацију, оне се користе за лечење болести.

Функција и задаци

Микротубуле имају вишенаменске задатке. Они утичу на распоред хромозома и кретање везикула, што функционише као шински систем. Активност везикула је предуслов за транспорт моторних протеина. Транспорт се одвија захваљујући протеинима кинезину и дининеину, који се налазе на површини везикула. Весуле прекривене дининеином превозе се од плус-а до минус краја, док се везикули прекривени кинезином транспортују у супротном смеру.

Ако се накупљају појединачни микротубули, настају сложене структуре. Ту спадају центриоле и базална тела. Центриоле се састоје од девет микротубула које се састоје од две непотпуне и једне комплетне микротубуле. Базална тијела имају исту структуру као и центриоле. Смјештени су испод ћелијске површине и имају задатак да сидре флагеле и цилија. Киноцилије се састоје од централног пара микротубула и девет микротубула. Киноцилије се јављају првенствено на епителним ћелијама и преносе ситне честице на површини ћелије. Цилија се састоји од плазма мембране и налазе се на површини еукариотских ћелија.

Њихов центар се састоји од стабилних микротубула које су распоређене у облику снопа. Цилија је одговорна за кретање течности по површини ћелије. На пример, неки протозои их користе за скупљање честица хране. Много цилија налази се на епителним ћелијама, где преносе слојеве слузи са мртвим ћелијама или честицама прашине до грла, тако да се касније могу излучити.

Поред тога, цилија ствара струју на зиду јајовода како би се јајне ћелије могле транспортовати кроз јајовод. Флагеле (флагелла) имају исту структуру као кино цилија, али су много дуже и користе се за кретање ћелија. То укључује, на пример, кретање сперме и транспорт протозоа.

Овде можете пронаћи лекове

Болести

У примарној цилијарној дисплазији киноцилија је неисправна и број молекула динеина је смањен. Примарна цилијарна дисплазија је веома редак наследни поремећај у којем транспортни механизам који носи удахнуте бактерије и честице не ради правилно. Као резултат тога, недостаје кретање киноцилије или је веома некоординисано.

Из тог разлога, честице прљавштине не могу се правилно транспортовати заједно са бронхијалном слузи или излучивањем параназалних синуса, што доводи до бронхиектазе (неповратне дилатације бронха), хроничног бронхитиса или хроничног синуситиса. Ако је поремећај удараца флагела код мушкараца поремећен, долази до неплодности. У контексту Алзхеимерове болести, измењени микротубули налазе се у мозгу пацијента. Код ове болести, ензим МАРК2 утиче на протеин тау. У нормалним ћелијама тау се везује за микротубуле што их стабилише. Међутим, када МАРК2 делује на тау, долази до нестабилности цитоскелета и поремећаја у ћелијском транспортном систему, што је један од карактеристика Алзхеимерове болести.