Microtubules: Istraktura, Pag-andar at Mga Karamdaman

Ang mga microtubules ay mga filament ng protina na may isang pantubo na istraktura at, kasama ang aktin at intermediate filament, ay bumubuo ng cytoskeleton ng eukaryotic cells. Pinatatag nila ang cell at nakikilahok din sa transportasyon at paggalaw sa loob ng cell.

Ano ang microtubules?

Ang mga microtubules ay mga tubular polymer na ang mga istraktura ng protina ay halos 24nm ang lapad. Kasama ang iba pang mga filament, bumubuo sila ng cytoskeleton na nagbibigay ng mga cell lakas at hugis. Bilang karagdagan, gumaganap din sila ng mahalagang papel sa paggalaw ng cell at mga mahalagang elemento din ng cilia, flagella, centrioles at mga nuclear spindle. Napakahalaga rin ng mga microtubules sa kanser terapewtika. Ang ilang mga ahente na may epekto sa dibisyon ng tumor cell ay ginagamit na sa anyo ng mga chemotherapeutics o mga cytostatics.

Anatomy at istraktura

Ang mga microtubules ay binubuo ng alpha at beta tubulin dimers (heterodimers). Ang mga heterodimer ay ang mga subunit ng microtubules, na tinatawag ding protofilament. Ang mga protofilament ay nagtatayo ng guwang na katawan sa anyo ng isang spiral sa pamamagitan ng intercalation, na may mga unit lamang na alpha-tubulin sa isang dulo at tanging mga subunit ng beta-tubulin sa kabilang dulo. Ang Alpha- at beta-tubulin ay may pag-aari ng nagbubuklod na 1 Molekyul ng GTP. Sa alpha-tubulin, ang GTP ay hindi maibalik na nakagapos. Ang mga heterodimer ay mas mabuti na matatagpuan sa plus end, samakatuwid ang isang microtubule ay lumalaki sa direksyon na ito, habang ang minus end ay bumubuo ng matatag na panig. Ang isang microtubule ay nasa pagitan ng isang micrometer at maraming daang micrometers ang haba. Ang pag-aayos ng microtubules ay alinman sa singlet, duplet o triplet. Ang mga filament ay karaniwang nagmula sa sentro ng pag-aayos ng microtubule, na kasama, halimbawa, ang mga centrioles o ang mga basal na katawan. Bilang karagdagan, ang dalawang magkakaibang populasyon ay nakikilala: ang pabago-bago, panandaliang microtubules at matatag, matagal na nabubuhay na microtubules. Ang matatag na microtubules ay bumubuo sa scaffold ng flagella, cilia at centrioles. Bukod dito, ang mga nabubuhay na matagal na microtubule ay matatagpuan din sa mga axon ng neuron o sa flagella ng tamud mga cell Doon nagbibigay sila ng kakayahang umangkop, katatagan at kadaliang kumilos. Ang mga Dynamic na microtubule ay matatagpuan din kung saan kinakailangan ang mabilis na pag-aayos. Bilang karagdagan, tinitiyak nila ang pamamahagi of chromosomes sa mga cell ng anak na babae. Ang mga microtubule ay binuo o nasisira halili, na may pagbuo o pagkasira na nagaganap higit sa lahat sa plus end. Lumalaki ang isang microtubule hanggang sa wala nang sapat na heterodimer. Pagkatapos ay magsisimula ang depolymerization, na sanhi ng walang halo ng tubulin upang muling bumangon at muling simulan ang paglago upang magsimula. Ang iba`t ibang mga sangkap ay hihinto sa depolymerization o polimerisasyon, ginagamit ang mga ito upang gamutin ang mga sakit.

Pag-andar at mga gawain

Ang mga Microtubules ay may mga multifunctional na gawain. Naiimpluwensyahan nila ang pag-aayos ng chromosomes at kilusan ng vesicle, na gumana tulad ng isang rail system. Ang aktibidad ng Vesicle ay isang paunang kinakailangan para sa pagdadala ng motor proteins. Nagaganap ang transportasyon dahil sa proteins ang kinesin at dynein, na matatagpuan sa ibabaw ng vesicle. Ang mga vicleicle na sinasakop ng dynein ay dinadala mula sa plus hanggang sa minus end, habang ang mga vesicle na sinakop ng kinesin ay dinadala sa tapat na direksyon. Kapag nagtipon-tipon ang mga indibidwal na microtubule, nabubuo ang mga kumplikadong istraktura. Kabilang dito ang mga centrioles at ang mga basal na katawan. Ang mga centrioles ay binubuo ng siyam na microtubule triplets na binubuo ng dalawang hindi kumpleto at isang kumpletong microtubule. Ang mga basal na katawan ay may parehong istraktura tulad ng centrioles. Matatagpuan ang mga ito sa ilalim ng ibabaw ng cell at may pag-andar ng pag-angkla ng flagella at kinocilia. Ang mga kinoceil ay binubuo ng isang gitnang pares ng microtubule at siyam na mga microtubule na duplet. Ang mga kinoceil ay matatagpuan higit sa lahat sa mga epithelial cell at nagdadala ng maliliit na mga maliit na butil sa ibabaw ng cell. Ang cilia ay binubuo ng isang lamad ng plasma at matatagpuan sa ibabaw ng eukaryotic cells. Ang kanilang sentro ay binubuo ng matatag na microtubules na nakaayos sa anyo ng isang bundle. Nagbibigay ang Cilia para sa paggalaw ng likido sa buong ibabaw ng cell. Halimbawa, ginagamit ang mga ito ng ilang mga protozoa upang mangolekta ng mga particle ng pagkain. Maraming mga cilia ang matatagpuan sa mga epithelial cell, kung saan naghahatid sila ng mga layer ng uhog na naglalaman ng mga patay na selyula o dust particle hanggang sa lalamunan upang sa paglaon ay maipalabas. Bilang karagdagan, ang cilia ay lumilikha ng isang kasalukuyang sa fallopian tube wall upang ang oosit ay maaaring dinala sa pamamagitan ng fallopian tube. Ang Flagella (flagella) ay may parehong istraktura tulad ng kinocilia, ngunit ang mga ito ay mas mahaba at nagsisilbi ng cell locomotion. Kasama rito, halimbawa, tamud lokomotion at transportasyon ng protozoan.

Karamdaman

Sa pangunahing ciliary dysplasia, ang kinocilia ay may depektibong pagkakagawa at ang bilang ng dynein molecule ay nabawasan. Pangunahing ciliary dysplasia ay isang minana na sakit na nangyayari na napakabihirang at kung saan ang mekanismo ng transportasyon na nagdadala ng paglanghap bakterya at mga tinga ay hindi gumagana nang maayos. Bilang isang resulta, ang paggalaw ng kinocilia ay wala o napaka-koordinasyon. Para sa kadahilanang ito, ang mga maliit na butil ng dumi na may bronchial uhog o ang pagtatago ng sinumang paranasal hindi maihatid nang maayos, na hahantong sa bronchiectasis (hindi maibabalik na pagdaragdag ng bronchial), sa talamak brongkitis o sa talamak sinusitis. Kung ang flagellar beat ng tamud nabalisa sa mga kalalakihan, kawalan ng katabaan nangyayari Sa Alzheimer sakit, binago microtubules ay matatagpuan sa utak ng mga pasyente. Sa sakit na ito, nakakaapekto ang protina na MARK2 sa protina tau. Sa normal na mga cell, ang tau ay nakasalalay sa microtubules, pinapatatag ang mga ito. Gayunpaman, kapag kumilos ang MARK2 sa tau, ang kawalang-tatag ng cytoskeletal at pagkagambala sa system ng transportasyon ng cell ay nagaganap, na kung saan ay isa sa mga palatandaan ng Alzheimer sakit.