Микротубулите са протеинови нишки, които имат тръбна структура и заедно с актин и междинни нишки образуват цитоскелета на еукариотните клетки. Те стабилизират клетката и също така участват в транспорта и движението в клетката.
Какво представляват микротубулите?
Микротубулите са тръбни полимери, чиито протеинови структури са с диаметър около 24 nm. Заедно с други нишки те образуват цитоскелета, който дава клетки сила и форма. В допълнение, те също играят съществена роля в движението на клетките и също са важни елементи на ресничките, флагелите, центриолите и ядрените вретена. Микротубулите също са много важни в рак притежава. Някои средства, които имат ефект върху деленето на туморни клетки, вече се използват под формата на химиотерапевтици или цитостатици.
Анатомия и структура
Микротубулите са съставени от алфа и бета тубулинови димери (хетеродимери). Хетеродимерите са субединиците на микротубулите, които също се наричат протофиламенти. Протофиламентите изграждат кухото тяло под формата на спирала чрез интеркалация, като само единиците алфа-тубулин в единия край и само субединиците на бета-тубулина в другия край. Алфа- и бета-тубулинът имат свойството да свързват 1 молекула GTP. При алфа-тубулин, GTP е необратимо свързан. Хетеродимерите са за предпочитане разположени в плюс края, поради което микротубула расте в тази посока, докато минусният край образува стабилната страна. Микротубулата е с дължина между един микрометър и няколкостотин микрометра. Разположението на микротубулите е синглет, дуплет или триплет. Обикновено нишките произхождат от организиращия център на микротубулите, който включва например центриолите или базалните тела. Освен това се различават две различни популации: динамични, краткотрайни микротубули и стабилни, дългоживущи микротубули. Стабилните микротубули съставляват скелето на бичове, реснички и центриоли. Освен това, дългоживеещите микротубули също се намират в аксоните на невроните или в биччетата на сперма клетки. Там те осигуряват гъвкавост, стабилност и мобилност. Динамични микротубули се намират и там, където е необходимо бързо преустройство. Освен това те осигуряват разпределение of хромозоми в дъщерните клетки. Микротубулите се натрупват или разграждат последователно, като натрупването или разрушаването се извършва главно в плюса. Микротубула расте, докато вече няма достатъчно хетеродимери. След това започва деполимеризация, причинявайки концентрация на тубулин да се покачи отново и да започне подновяване на растежа. Различните вещества спират деполимеризацията или полимеризацията, те се използват за лечение на заболявания.
Функция и задачи
Микротубулите имат многофункционални задачи. Те оказват влияние върху подреждането на хромозоми и движение на везикули, което функционира като железопътна система. Активността на везикулите е предпоставка за транспорта на двигател протеини. Транспортът се извършва поради протеини кинезин и динеин, които се намират на повърхността на везикулите. Везикулите, заети от динеин, се транспортират от плюс към минус, докато везикулите, заети от кинезин, се транспортират в обратна посока. Когато се сглобяват отделни микротубули, се образуват сложни структури. Те включват центриолите и базалните тела. Центриолите са съставени от девет тритулета микротубули, състоящи се от две непълни и една пълна микротубула. Базалните тела имат същата структура като центриолите. Те са разположени под клетъчната повърхност и имат функцията да закотвят биччетата и киноцилиите. Киноцелите са съставени от централна двойка микротубули и девет дуплета от микротубули. Киноцеилите се намират предимно върху епителните клетки и транспортират малки частици по повърхността на клетката. Cilia се състоят от плазмена мембрана и се намират на повърхността на еукариотните клетки. Техният център се състои от стабилни микротубули, подредени под формата на сноп. Cilia осигуряват движението на течността през клетъчната повърхност. Например, те се използват от някои протозои за събиране на хранителни частици. Много реснички се намират върху епителните клетки, където транспортират слуз, съдържащ мъртви клетки или прахови частици, до гърлото, за да могат впоследствие да се екскретират. транспортирани през фалопиевата тръба. Флагелите (флагелите) имат същата структура като киноцилиите, но са много по-дълги и обслужват клетъчното движение. Това включва например сперма локомоция и протозоен транспорт.
Болести
При първична цилиарна дисплазия киноцилиите са дефектно изградени и броят на динеина молекули се намалява. Първичната цилиарна дисплазия е наследствено заболяване, което се среща много рядко и при което транспортният механизъм, който носи вдишване бактерии и частиците не функционират правилно. В резултат на това движението на киноцилията отсъства или е много некоординирано. Поради тази причина частиците мръсотия с бронхиалната слуз или секрецията на параназални синуси не може да бъде транспортиран правилно, което води до бронхиектазии (необратима дилатация на бронхите), до хронична бронхит или до хронична синузит. Ако бичът бие на сперма е нарушен при мъжете, безплодие настъпва. В Алцхаймер заболяване, в мозъка на пациентите се откриват променени микротубули. При това заболяване ензимът MARK2 влияе на протеина tau. В нормалните клетки tau е свързан с микротубули, стабилизирайки ги. Въпреки това, когато MARK2 действа върху тау, възниква нестабилност на цитоскелета и нарушаване на клетъчната транспортна система, което е един от белезите на Алцхаймер заболяване.
