Μικροσωληνίσκοι

Μικροσωληνίσκοι είναι νήματα πρωτεΐνης που έχουν σωληνοειδή δομή και μαζί με την ακτίνη και τα ενδιάμεσα νήματα σχηματίζουν τον κυτταροσκελετό των ευκαρυωτικών κυττάρων. Σταθεροποιούν το κελί και συμμετέχουν επίσης στις μεταφορές και τις κινήσεις εντός του κελιού.

Τι είναι οι μικροσωληνίσκοι;

Οι μικροσωληνίσκοι είναι σωληνοειδή πολυμερή των οποίων οι δομές πρωτεΐνης έχουν διάμετρο περίπου 24 nm. Μαζί με άλλα νήματα, σχηματίζουν τον κυτταροσκελετό, που δίνει στα κύτταρα δύναμη και σχήμα. Επιπλέον, διαδραματίζουν επίσης ουσιαστικό ρόλο στην κίνηση των κυττάρων και είναι επίσης σημαντικά στοιχεία της σίλικας, της μαστίγιας, των κεντρικών και των πυρηνικών ατράκτων. Οι μικροσωληνίσκοι είναι επίσης πολύ σημαντικοί για τη θεραπεία του καρκίνου. Ορισμένα δραστικά συστατικά που επηρεάζουν τη διαίρεση των καρκινικών κυττάρων χρησιμοποιούνται ήδη με τη μορφή χημειοθεραπευτικών ή κυτταροστατικών παραγόντων.

Ανατομία & δομή

Οι μικροσωληνίσκοι αποτελούνται από διμερή άλφα και βήτα τουμπουλίνης (ετεροδιμερή). Τα ετεροδιμερή είναι οι υπομονάδες των μικροσωληνίσκων, οι οποίες είναι επίσης γνωστές ως πρωτόφιλα. Τα πρωτόκολλα συσσωρεύουν το κοίλο σώμα με τη μορφή μιας σπείρας με υπέρθεση, με μόνο μονάδες άλφα-τουμπουλίνης στο ένα άκρο και μόνο υπο-μονάδες β-τουμπουλίνης στο άλλο άκρο. Η άλφα και η βήτα τουμπουλίνη έχουν την ιδιότητα δέσμευσης 1 μορίου GTP. Το GTP συνδέεται ανεπανόρθωτα με την άλφα τουμπουλίνη.

Τα ετεροδιμερή βρίσκονται κατά προτίμηση στο άκρο συν, έτσι ένας μικροσωληνίσκος αναπτύσσεται προς αυτή την κατεύθυνση, ενώ το αρνητικό άκρο σχηματίζει τη σταθερή πλευρά. Ένας μικροσωληνίσκος έχει μήκος μεταξύ ενός μικρομέτρου και αρκετών εκατοντάδων μικρομέτρων. Οι μικροσωληνίσκοι είναι διατεταγμένοι είτε ως μονό, διπλό είτε τριπλό. Τα νήματα προέρχονται συνήθως από το κέντρο οργάνωσης μικροσωληνίσκων, συμπεριλαμβανομένων, για παράδειγμα, των κεντρικών ή βασικών σωμάτων. Επιπλέον, γίνεται διάκριση μεταξύ δύο διαφορετικών πληθυσμών: δυναμικοί, βραχύβιοι και σταθεροί, μακράς διάρκειας μικροσωληνίσκοι. Οι σταθεροί μικροσωληνίσκοι αντιπροσωπεύουν το πλαίσιο των μαστιγίων, των κολλοειδών και των κεντρικών.

Οι μακρόβια μικροσωληνίσκοι εμφανίζονται επίσης στους άξονες των νευρώνων ή στη μαστίγια των σπερματοζωαρίων. Εκεί εξασφαλίζουν ευελιξία, σταθερότητα και κινητικότητα. Δυναμικοί μικροσωληνίσκοι μπορούν επίσης να βρεθούν όπου απαιτείται ταχεία ανακατασκευή. Επιπλέον, διασφαλίζουν την κατανομή των χρωμοσωμάτων στα θυγατρικά κύτταρα. Οι μικροσωληνίσκοι σχηματίζονται ή διασπώνται εναλλάξ, με τη συσσώρευση και την κατανομή να λαμβάνουν χώρα κυρίως στο άκρο συν. Ένας μικροσωληνίσκος μεγαλώνει έως ότου δεν υπάρχουν πλέον αρκετά ετεροδιμερή.

Στη συνέχεια ξεκινά ο αποπολυμερισμός, οπότε η συγκέντρωση της τουμπουλίνης αυξάνεται ξανά και αρχίζει μια νέα ανάπτυξη. Διαφορετικές ουσίες εμποδίζουν τον αποπολυμερισμό ή τον πολυμερισμό, χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία ασθενειών.

Λειτουργία & εργασίες

Οι μικροσωληνίσκοι έχουν πολυλειτουργικές εργασίες. Επηρεάζουν τη διάταξη των χρωμοσωμάτων και την κίνηση των κυστιδίων, η οποία λειτουργεί σαν σύστημα σιδηροτροχιάς. Η δραστηριότητα των κυστιδίων είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τη μεταφορά πρωτεϊνών κινητήρα. Η μεταφορά πραγματοποιείται λόγω των πρωτεϊνών kinesin και dynein, που βρίσκονται στην επιφάνεια του κυστιδίου. Τα κυστίδια που καλύπτονται με δυναϊνη μεταφέρονται από το συν στο αρνητικό άκρο, ενώ τα κυστίδια που καλύπτονται με κινίνη μεταφέρονται στην αντίθετη κατεύθυνση.

Εάν συσσωρευτούν μεμονωμένοι μικροσωληνίσκοι, σχηματίζονται σύνθετες δομές. Αυτά περιλαμβάνουν τα κεντρικά και τα βασικά σώματα. Τα Centrioles αποτελούνται από εννέα τριπλέτες μικροσωληνίσκων, οι οποίοι αποτελούνται από δύο ατελείς και έναν πλήρη μικροσωληνίσκο. Τα βασικά σώματα έχουν την ίδια δομή με τα centrioles. Βρίσκονται κάτω από την επιφάνεια των κυττάρων και έχουν το καθήκον να αγκυρώνουν τη μαστίγια και τη σίλια. Τα Kinocilia αποτελούνται από ένα κεντρικό ζεύγος μικροσωληνίσκων και εννέα διπλά μικροσωληνίσκους. Η Kinocilia εμφανίζεται κυρίως στα επιθηλιακά κύτταρα και μεταφέρει μικρά σωματίδια στην επιφάνεια του κυττάρου. Οι βλεφαρίδες αποτελούνται από μια μεμβράνη πλάσματος και βρίσκονται στην επιφάνεια των ευκαρυωτικών κυττάρων.

Το κέντρο τους αποτελείται από σταθερούς μικροσωληνίσκους που είναι διατεταγμένοι με τη μορφή δέσμης. Οι βλεφαρίδες είναι υπεύθυνες για την κίνηση του υγρού κατά μήκος της κυτταρικής επιφάνειας. Για παράδειγμα, ορισμένα πρωτόζωα τα χρησιμοποιούν για τη συλλογή σωματιδίων τροφίμων. Πολλά βλεφαρίδες βρίσκονται στα επιθηλιακά κύτταρα, όπου μεταφέρουν στρώματα βλέννας με νεκρά κύτταρα ή σωματίδια σκόνης μέχρι το λαιμό, ώστε αυτά να εκκρίνονται αργότερα.

Επιπλέον, οι βλεφαρίδες δημιουργούν ρεύμα στο τοίχωμα των σαλπίγγων έτσι ώστε τα κύτταρα των ωαρίων να μπορούν να μεταφερθούν μέσω της σάλπιγγας. Η Flagella (flagella) έχει την ίδια δομή με την κινηματογραφική στήλη, αλλά είναι πολύ μεγαλύτερη και χρησιμοποιούνται για κινητική κίνηση. Αυτό περιλαμβάνει, για παράδειγμα, την κίνηση του σπέρματος και τη μεταφορά πρωτόζωων.

Μπορείτε να βρείτε το φάρμακό σας εδώ

Ασθένειες

Στην πρωτοπαθή δυσπλασία της ακτινοβολίας, οι κινοσίλια είναι ελαττωματικές και ο αριθμός των μορίων της δυναμίνης μειώνεται. Η πρωτογενής δυσπλασία της ακτινοβολίας είναι μια πολύ σπάνια κληρονομική ασθένεια στην οποία ο μηχανισμός μεταφοράς που μεταφέρει εισπνεόμενα βακτήρια και σωματίδια δεν λειτουργεί σωστά. Ως αποτέλεσμα, λείπει η κίνηση της κινοσιλιάς ή είναι πολύ ασυντόνιστη.

Για το λόγο αυτό, τα σωματίδια ρύπου δεν μπορούν να μεταφερθούν σωστά με τη βρογχική βλέννα ή την έκκριση των παραρρινικών κόλπων, γεγονός που οδηγεί σε βρογχιεκτασία (μη αναστρέψιμη βρογχική διαστολή), χρόνια βρογχίτιδα ή χρόνια ιγμορίτιδα. Εάν διαταραχθεί ο μαστιγώδης ρυθμός του σπέρματος στους άνδρες, εμφανίζεται στειρότητα. Στο πλαίσιο της νόσου του Alzheimer, στον εγκέφαλο του ασθενούς βρίσκονται τροποποιημένοι μικροσωληνίσκοι. Σε αυτήν την ασθένεια, το ένζυμο MARK2 επηρεάζει την πρωτεΐνη tau. Στα κανονικά κύτταρα, το tau συνδέεται με μικροσωληνίσκους, που τους σταθεροποιεί. Ωστόσο, όταν το MARK2 δρα στο tau, εμφανίζεται σκελετική αστάθεια και διαταραχή στο σύστημα μεταφοράς κυττάρων, το οποίο είναι ένα από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της νόσου του Alzheimer.