Кинезин представлява комплекс от определени двигатели протеини в еукариотни клетки. Заедно с други моторни протеини като динеин или миозин и други структурни протеини, той участва в сглобяването на цитоскелета. Той служи за транспортиране на макромолекули, везикули и клетъчни органели от цитоплазмата или ядрото към клетъчните мембрани.
Какво е кинезин?
Кинезините са група двигатели протеини с подобни свойства и функции. Те се състоят от две тежки и две леки протеинови вериги. Върху тежките протеинови вериги са глава региона шияи опашната част на молекулата. Леките протеинови вериги се прикрепват към опашната част. Кинезинът служи за транспортиране на клетъчни органели, везикули и биомолекули по микротубулите. Микротубулите представляват система от релси, направени от протеина тубулин, който винаги расте от ядрото към клетъчната мембрана. Нарастващият край на микротубулите се нарича плюс край. По този начин кинезинът транспортира биохимикали и клетъчни органели само по посока на плюс края (антерограден транспорт). Транспортът в посока на минусовия край (ретрограден транспорт) се предизвиква от комплекс от други двигателни протеини, динеин. Кинезин съществува като димер. В рамките на кватернерната структура на протеина, двете тежки и двете леки вериги образуват протеинов комплекс, който няма ковалентна връзка между отделните протеинови вериги. По този начин кинезинът има два моторни домена (глава домейни), които са отговорни за движението по микротубулите.
Функция, действие и роли
Основната функция на кинезина е да транспортира клетъчните компоненти и молекули от вътрешността на клетката към клетъчните мембрани. Това включва премахване на разградени клетъчни компоненти от клетката, привеждане ензими за секреция, секретиране хормони, пренасяйки мембранни протеини от мястото на синтеза до мембраната и др. Сигнализиращите вещества за комуникация между клетките също се транспортират до извънклетъчната зона. В невроните например невротрансмитерите се транспортират в мехурчетата от клетъчното ядро до аксоните и синапси. Оттам невротрансмитерите се използват за предаване на сигнали към други нервни клетки. Везикулите, клетъчните органели или биомолекулите се свързват с кинезините чрез свързващи протеини. С помощта на двата моторни домена (глави), кинезиновият комплекс преминава по микротубулата. В процеса, обвързването на един глава многократно се освобождава чрез трансфер на енергия чрез разцепване на АТФ до ADP, докато свързването на другата глава на кинезин първоначално се запазва. Въпреки това, отделената област на главата веднага се свързва отново с друго свързващо място на микротубулата в посока на плюс края, докато в същото време другият домейн на главата се отделя при разцепване на АТР. Разцепването на АТФ до ADP в мястото на свързване на кинезин върху микротубулите води до конформационна промяна на целия кинезинов комплекс, което задейства неговото движение. Този процес се повтаря, докато кинезиновият комплекс достигне клетъчната мембрана. В дестинацията клетъчните органели или молекули за транспортиране се отделят от кинезиновия комплекс.
Образуване, поява, свойства и оптимални стойности
Кинезинът се намира във всички еукариотни клетки. Сред тях има различни протеини на кинезин. Този протеинов комплекс обаче малко се е променил във филогенията на еукариотните организми във функционално важната област на главата. Неговата функция е абсолютно същата при едноклетъчните еукариоти като амебите, както при многоклетъчните организми от животинското и растителното царство. Кинезин транспортира клетъчни органели и молекули към клетъчната мембрана. Взаимодействието на кинезин и микротубули също представлява универсален феномен. Настъпват незначителни генетични промени в опашната част на протеиновия комплекс. Този регион реагира на променящите се компоненти, които трябва да бъдат транспортирани и предварително естествено свързани с кинезин. Кинезините не са свързани с динеините, които организират транспорта на молекули и молекулни комплекси от клетъчната мембрана към ядрото. Те обаче са свързани с миозин, който с помощта на актин е отговорен за движението на мускулите и в рамките на клетката за малки транспортни пътища на клетъчните органели поради подобни модели на движение.
Болести и разстройства
Във връзка с мутации в кинезиновия комплекс могат да възникнат нарушения на вътреклетъчния транспорт.В рамките на тези нарушения има комплекс от неврологични нарушения, известни като наследствени спастични параплегии (HSP). Има над 50 различни вида това разстройство, всички от които са генетични. По-конкретно, изследвана е спастична гръбначна парализа SPG 10. При това заболяване мутацията води до дефектно производство на кинезинов комплекс, наречен KIF5A. Някои активни вещества и клетъчни органели се транспортират неправилно и вече не достигат мястото на действие. Това са особено активни вещества, които са необходими в аксоните на невроните. Съответните неврони се дегенерират и вече не могат да предават правилно импулсите на движение. Това разстройство оказва влияние върху крак двигателна функция. Това води до увеличаване на спастична парализа на краката. В напреднал стадий на заболяването засегнатият пациент зависи от инвалидна количка. Спастичните параплегии обаче са група от няколко нарушения със сходни симптоми. Те се основават на различни мутации. По този начин, 48 различни ген локусите на HSP са известни. В допълнение към ограничението на крак двигателна функция, могат да се появят и други неврологични симптоми, в зависимост от заболяването. Предполага се, че други невродегенеративни заболявания също са причинени от транспортни нарушения в клетката. Необходими са обаче допълнителни изследвания, за да се изследват точните взаимоотношения. Досега има все повече доказателства, че по-специално нервните клетки са засегнати, когато функцията на кинезин е нарушена. До каква степен са засегнати други телесни клетки, все още не е достатъчно известно.
