Tubulina Alfa dan Beta, Fungsi



The tubulin adalah protein dimerik globular yang dibentuk oleh dua polipeptida: tubulin alfa dan beta. Mereka diorganisasikan dalam bentuk tiub untuk menimbulkan microtubules, yang bersama-sama dengan microfilamen actin dan filamen perantaraan membentuk sitoskeleton.

Microtubules ditemui dalam struktur biologi penting yang berbeza, seperti flagellum sperma, pelanjutan organisma ciliated, silia trakea dan tiub fallopian, antara lain..

Di samping itu, struktur yang membentuk fungsi tubulina sebagai laluan pengangkutan -analogi kepada trek bahan-bahan dan organel di dalam sel. Anjakan bahan dan struktur mungkin disebabkan oleh protein motor yang berkaitan dengan microtubules, yang dipanggil kinesin dan dynein.

Indeks

  • 1 Ciri umum
  • 2 Tubulin alpha dan beta
  • 3 Fungsi
    • 3.1 Cytoskeleton
    • 3.2 Mitosis
    • 3.3 Centrosome
  • 4 Perspektif evolusi
  • 5 Rujukan

Ciri umum

Subunit tubulin adalah heterodimer sebanyak 55,000 daltons dan merupakan blok bangunan microtubules. Tubulin didapati dalam semua organisma eukariotik dan telah sangat dipelihara dalam perjalanan evolusi.

Dimer terdiri daripada dua polipeptida yang dipanggil tubulin alpha dan beta. Ini adalah pempolimeran untuk membentuk microtubules, yang terdiri daripada tiga belas protofilamen yang disusun selari dalam bentuk tiub berongga.

Salah satu ciri yang paling sesuai untuk microtubules adalah polaritas struktur. Dengan kata lain, kedua-dua hujung microtubule tidak sama: satu hujung dipanggil hujung yang semakin berkembang atau "lebih", dan hujung yang lain semakin perlahan atau "kurang"..

Polaritas adalah penting, kerana ia menentukan arah pergerakan di sepanjang microtubule. Dimer tubulin mampu mempolimerisasi dan menghancurkan dalam kitaran pemasangan cepat. Fenomena ini juga berlaku dalam filamen aktin.

Terdapat jenis ketiga subunit: ia adalah gamma tubulin. Ini bukan sebahagian daripada microtubules dan terletak di centrosomes; Walau bagaimanapun, ia mengambil bahagian dalam nukleasi dan pembentukan microtubules.

Tubulin alpha dan beta

Subunit alfa dan beta sangat dikaitkan dengan membentuk heterodimer kompleks. Malah, interaksi kompleks begitu sengit sehingga tidak memisahkan diri dalam keadaan normal.

Protein ini dibentuk oleh 550 asid amino, kebanyakannya asid. Walaupun tubulus alfa dan beta agak sama, mereka dikodkan oleh gen yang berlainan.

Di tubulina alfa boleh didapati residu asid amino dengan kumpulan asetil, memberikan sifat-sifat yang berbeza dalam flagella sel.

Setiap subunit tubulin dikaitkan dengan dua molekul dalam alpha-tubulin GTP mengikat tak boleh balik dan hidrolisis kompaun itu tidak berlaku, manakala tapak mengikat kedua pada beta tubulin balik mengikat GTP dan hydrolyzes.

GTP hidrolisis menyebabkan fenomena yang dipanggil "ketidakstabilan dinamik" di mana microtubules menjalani kitaran peningkatan dan penurunan, bergantung kepada kadar penambahan tubulin dan kadar hidrolisis GTP.

Fenomena ini diterjemahkan ke dalam kadar perolehan microtubules yang tinggi, di mana separuh hayat struktur hanya beberapa minit.

Fungsi

Cytoskeleton

Subunit alpha dan beta tubulus pempolimeran untuk menimbulkan microtubules, yang merupakan sebahagian daripada sitoskeleton.

Selain microtubules, sitoskeleton terdiri daripada dua unsur struktur tambahan: actin microfilaments kira-kira 7 nm dan filamen perantaraan diameter 10 hingga 15 nm.

Sitoskeleton adalah rangka sel, memberikan sokongan dan mengekalkan bentuk sel. Walau bagaimanapun, membran dan ruang subselular tidak statik dan berada dalam pergerakan yang berterusan untuk dapat menjalankan fenomena endositosis, fagositosis dan rembesan bahan.

Struktur sitoskeleton membolehkan sel untuk menampung sendiri untuk memenuhi semua fungsi yang disebutkan.

Ia adalah medium yang sesuai untuk organel selular, membran plasma dan komponen selular lain untuk melaksanakan fungsi biasa mereka, di samping menyertai pembahagian sel.

Mereka juga menyumbang kepada fenomena pergerakan selular seperti pergerakan ameba, dan struktur khusus untuk perpindahan seperti silia dan flagella. Akhirnya, ia bertanggungjawab untuk pergerakan otot.

Mitosis

Terima kasih kepada ketidakstabilan dinamik, microtubules boleh disusun semula sepenuhnya semasa proses pembahagian sel. Susunan microtubule semasa antara muka dapat membongkar dan subunit tubulin adalah percuma.

Tubulin boleh berkumpul semula dan berasal dari spindle mitotik, yang mengambil bahagian dalam pemisahan kromosom.

Terdapat ubat tertentu, seperti colchicine, taxol dan vinblastine yang mengganggu proses pembahagian sel. Bertindak terus ke atas molekul tubulin, yang mempengaruhi fenomena pemasangan dan pemisahan mikrotubul.

Centrosome

Dalam sel haiwan, microtubules melanjutkan sentrosom, satu struktur teras berhampiran dibentuk oleh sepasang Sentriol (setiap berorientasikan tegak lurus) dan dikelilingi oleh bahan amorfus, dipanggil matriks pericentriolar.

Centrioles adalah badan silinder yang dibentuk oleh sembilan miklapis mikrotubul, dalam organisasi yang serupa dengan silia selular dan flagella.

Dalam proses divisi sel, microtubules meluas dari centrosomes, membentuk spindle mitotik, yang bertanggungjawab untuk pengedaran yang betul kromosom ke sel anak perempuan yang baru..

Ia seolah-olah bahawa Sentriol tidak penting untuk pemasangan microtubule dalam sel-sel kerana tidak hadir di dalam sel tumbuhan atau dalam sel-sel eukariot tertentu, seperti telur tikus tertentu.

Dalam matriks pericentriolar, permulaan berlaku untuk pemasangan microtubules, di mana nukleasi berlaku dengan bantuan gamula tubulin.

Perspektif evolusi

Ketiga jenis tubulin (alpha, beta dan gamma) dikodkan oleh gen yang berlainan dan homolog dengan gen yang terdapat dalam prokariote yang kod untuk protein 40,000 daltons, yang dipanggil FtsZ. Protein bakteria berfungsi secara fungsional dan berstruktur dengan tubulin.

Mungkin protein itu mempunyai fungsi leluhur dalam bakteria dan diubah suai semasa proses evolusi, menyimpulkan dalam protein dengan fungsi yang dimainkannya dalam eukariota..

Rujukan

  1. Cardinali, D. P. (2007). Neuroscience terpakai: asasnya. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). Sel: Pendekatan Molekul. Edisi ke-2. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Jemputan kepada Biologi. Ed. Panamericana Medical.
  4. Frixione, E., & Meza, I. (2017). Mesin hidup: Bagaimana sel bergerak?. Dana Kebudayaan Ekonomi.
  5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Biologi Sel Molekul. Edisi ke-4. New York: W. H. Freeman.