Mikrotubulc su proteinski filamenti koji imaju cjevastu strukturu i zajedno s aktinskim i intermedijarnim vlaknima tvore citoskelet eukariotskih stanica. Oni stabiliziraju stanicu i također doprinose prometu i kretanju unutar stanice.
Što su mikrotubule?
Mikrotubuli su cjevasti polimeri čije proteinske strukture imaju promjer od oko 24 nm. Zajedno s drugim vlaknima, formiraju citoskelet koji stanicama daje snagu i oblik. Osim toga, oni također igraju ključnu ulogu u kretanju stanica te su također važni elementi cilija, flagela, centriola i nuklearnih vretena. Mikrotubuli su također vrlo važni za terapiju raka. Neki aktivni sastojci koji utječu na podjelu tumorskih stanica već se koriste u obliku kemoterapijskih sredstava ili citostatskih sredstava.
Anatomija i struktura
Mikrotubule se sastoje od alfa i beta tubulinskih dimera (heterodimera). Heterodimeri su podjedinice mikrotubula, koje su poznate i kao protofilamenti. Protofilamenti grade šuplje tijelo u obliku spirale tako da se nalegnu, a na njima su samo alfa-tubulinske jedinice, a na drugom kraju samo beta-tubulinske podjedinice. Alfa i beta tubulin imaju sposobnost vezanja 1 molekule GTP-a. GTP je nepovratno vezan za alfa tubulin.
Heterodimeri su ponajprije smješteni na plus kraju, tako da mikrotubula raste u tom smjeru, dok minus kraj tvori stabilnu stranu. Mikrotubula je dugačka od jednog mikrometra do nekoliko stotina mikrometara. Mikrotubule su raspoređene ili kao singlet, duble ili triple. Vlakna obično dolaze iz centra za organiziranje mikrotubula, uključujući, na primjer, centriole ili bazalna tijela. Osim toga, razlikuje se dvije različite populacije: dinamične, kratkotrajne i stabilne, dugovječne mikrotubule. Stabilne mikrotubule predstavljaju okvir flagela, cilija i centriola.
Dugovječni mikrotubuli također se javljaju u aksonovima neurona ili u flagelama spermatozoida. Tamo osiguravaju fleksibilnost, stabilnost i mobilnost. Dinamički mikrotubuli također se mogu naći tamo gdje je potrebna brza rekonstrukcija. Pored toga, osiguravaju raspodjelu kromosoma u stanicama kćeri. Mikrotubuli se grade naizmjenično ili se razgrađuju, pri čemu se nakupljanje i propadanje uglavnom odvija na plus kraju. Mikrotubula raste sve dok nema više dovoljno heterodimera.
Tada počinje depolimerizacija, pri čemu se koncentracija tubulina opet povećava i započinje novi rast. Različite tvari sprečavaju depolimerizaciju ili polimerizaciju, a koriste se za liječenje bolesti.
Funkcija i zadaci
Mikrotubule imaju višenamjenske zadatke. Oni utječu na raspored kromosoma i kretanje vezikula, što djeluje poput željezničkog sustava. Aktivnost vezikula preduvjet je za transport motornih proteina. Transport se odvija zbog proteina kinezina i dinineina koji se nalaze na površini vezikula. Mjehurići prekriveni dinineinom prevoze se od plusa do minus kraja, dok se vezikuli prekriveni kinezinom transportiraju u suprotnom smjeru.
Ako se akumuliraju pojedinačni mikrotubuli, nastaju složene strukture. Tu spadaju centriole i bazalna tijela. Centriole se sastoje od devet mikrotakonskih trostrukih tvorevina koje se sastoje od dvije nepotpune i jedne cjelovite mikrotubule. Bazalna tijela imaju istu strukturu kao i centriole. Smješteni su ispod stanične površine i imaju zadatak sidriti flagele i cilija. Kinocilije se sastoje od središnjeg para mikrotubula i devet duple mikrotubula. Kinocilije se javljaju prvenstveno na epitelnim stanicama i prevoze sitne čestice na površini stanice. Cilija se sastoji od plazma membrane i nalaze se na površini eukariotskih stanica.
Njihovo središte sastoji se od stabilnih mikrotubula koje su raspoređene u obliku snopa. Cilija je odgovorna za kretanje tekućine po staničnoj površini. Na primjer, neki protozoji ih koriste za skupljanje čestica hrane. Mnogo cilija nalazi se na epitelnim stanicama, gdje prenose slojeve sluzi sa mrtvim stanicama ili česticama prašine do grla, tako da se kasnije mogu izlučiti.
Osim toga, cilija stvara struju na zidu jajovoda, tako da se jajne stanice mogu prevesti kroz jajovod. Flagele (flagella) imaju istu strukturu kao kino cilija, ali su mnogo dulje i koriste se za kretanje stanica. To uključuje, na primjer, kretanje sperme i transport protozoa.
Ovdje možete pronaći svoje lijekove
➔ Lijekovi za kratkoću daha i probleme s plućimabolesti
U primarnoj cilijarnoj displaziji kinocilije su oštećene, a broj dyneinskih molekula je smanjen. Primarna cilijarna displazija vrlo je rijedak nasljedni poremećaj u kojem transportni mehanizam koji nosi udisane bakterije i čestice ne radi pravilno. Kao rezultat toga, nedostaje kretanje kinocilije ili je vrlo nekoordinirano.
Iz tog razloga, čestice prljavštine ne mogu se pravilno transportirati s bronhijalnom sluzi ili izlučivanjem paranazalnih sinusa, što dovodi do bronhiektaze (nepovratne dilatacije bronha), kroničnog bronhitisa ili kroničnog sinusitisa. Ako je bubrežni ritam sperme kod muškaraca poremećen, dolazi do neplodnosti. U kontekstu Alzheimerove bolesti, u mozgu pacijenta nalaze se izmijenjeni mikrotubuli. Kod ove bolesti, enzim MARK2 utječe na protein tau. U normalnim stanicama tau se vezuje za mikrotubule što ih stabilizira. Međutim, kada MARK2 djeluje na tau, postoji nestabilnost citoskeleta i poremećaj u staničnom prometnom sustavu, što je jedno od obilježja Alzheimerove bolesti.
