Tubulina Alfa și Beta, Funcții



tubulinei este o proteină globulară dimerică formată din două polipeptide: tubulină alfa și beta. Acestea sunt organizate sub forma unui tub pentru a da naștere microtubulelor, care împreună cu microfilamentele de actină și filamentele intermediare constituie citoscheletul.

Microtubuli sunt în diverse structuri biologice esențiale, cum ar fi flagelul spermei, extensiile de ciliate, cilii a traheei și a trompelor uterine, printre altele.

În plus, structurile care formează tubulină funcționează ca căi de transport - analog cu traseele unui tren - de materiale și organele din interiorul celulei. Deplasarea substanțelor și structurilor este posibilă datorită proteinelor motoare asociate cu microtubuli, numite kinesin și dynein.

index

  • 1 Caracteristici generale
  • 2 Tubulin alfa și beta
  • 3 Funcții
    • 3.1 Cytoskeleton
    • 3.2 Mitoza
    • 3.3 Centrosomul
  • 4 O perspectivă evolutivă
  • 5 Referințe

Caracteristici generale

Subunitățile de tubulină sunt heterodimeri de 55.000 daltoni și reprezintă blocurile de microtubuli. Tubulina se găsește în toate organismele eucariote și a fost foarte conservată pe parcursul evoluției.

Dimerul este compus din două polipeptide numite tubulină alfa și beta. Acestea sunt polimerizate pentru a forma microtubuli, care constau din treisprezece protofilamente dispuse paralel sub forma unui tub gol.

Una dintre cele mai relevante caracteristici ale microtubulilor este polaritatea structurii. Cu alte cuvinte, cele două capete ale microtubule nu sunt egale: un capăt se numește sfârșitul creșterii „mai mult“ sau rapid, iar celălalt este lent sau de creștere „mai puțin“.

Polaritatea este importantă, deoarece determină direcția de mișcare de-a lungul microtubulei. Dimerul de tubulină este capabil să polimerizeze și să se depolarizeze în cicluri rapide de asamblare. Acest fenomen apare și în filamentele actinice.

Există un al treilea tip de subunitate: este tubulina gama. Aceasta nu face parte din microtubuli și este localizată în centrosomi; totuși, ea participă la nuclearea și formarea microtubulilor.

Tubulină alfa și beta

Subunitățile alfa și beta se asociază puternic pentru a forma un heterodimer complex. De fapt, interacțiunea complexului este atât de intensă încât nu disociază în condiții normale.

Aceste proteine ​​sunt formate din 550 de aminoacizi, în majoritate acizi. Deși tubulinele alfa și beta sunt destul de similare, ele sunt codificate de gene diferite.

În tubulina alfa pot fi găsite reziduuri de aminoacizi cu o grupare acetil, care conferă diferite proprietăți în flagelul celular.

Fiecare subunitate a tubulinei este asociat cu două molecule în GTP alfa-tubulinei se leagă ireversibil și nu se produce hidroliza compusului, în timp ce al doilea situs de legare la beta tubulina se leagă reversibil GTP și hidrolizează .

hidroliza GTP rezultând într-un fenomen numit „instabilitate dinamică“ unde microtubulii sunt supuse cicluri de creștere și descreștere, în funcție de rata de adăugare a tubulinei și viteza de hidroliză a GTP.

Acest fenomen se traduce într-o rată ridicată a turnover-ului microtubulelor, unde timpul de înjumătățire al structurii este de numai câteva minute.

funcții

citoscheletului

Subunitățile alfa și beta ale tubulinei polimerizează pentru a da naștere la microtubuli, care fac parte din citoschelet.

Mai mult citoscheletului microtubulilor este compus din două elemente structurale suplimentare: microfilamentele de actină de circa 7 nm și filamentele intermediare 10 la 15 nm în diametru.

Citozelul este cadrul celulei, îl susține și menține forma celulară. Cu toate acestea, membrana și compartimentele subcelulare nu sunt statice și sunt în mișcare constantă, în scopul de a realiza fenomenele fagocitoza și secreția de materiale.

Structura citoscheletului permite celulei să se găsească pentru a îndeplini toate funcțiile menționate.

Este mediul ideal pentru organele celulare, membrana plasmatică și alte componente celulare pentru a-și îndeplini funcțiile obișnuite, pe lângă participarea la diviziunea celulară.

Ele contribuie, de asemenea, la fenomenele mișcărilor celulare, cum ar fi locomoția amoebelor și în structurile specializate de deplasare, cum ar fi cilia și flagelul. În cele din urmă, este responsabil pentru mișcarea mușchilor.

mitoză

Datorită instabilității dinamice, microtubulii pot fi complet reorganizați în timpul proceselor de divizare celulară. Setul de microtubuli în timpul interfeței este capabil să se dezasambleze și subunitățile de tubulină sunt libere.

Tubulina se poate asambla din nou și poate provoca fusul mitotic, care participă la separarea cromozomilor.

Există anumite medicamente, cum ar fi colchicina, taxolul și vinblastina, care întrerup procesele de diviziune celulară.Acționează direct asupra moleculelor de tubulină, afectând fenomenul de asamblare și disociere a microtubulilor.

centrozomului

In celulele animale, microtubuli extinde Centrozom, o structură de bază aproape formată dintr-o pereche de centrioles (fiecare orientat perpendicular) și înconjurat de o substanță amorfă, numită matrice pericentriolar.

Centrioles sunt corpuri cilindrice formate din nouă tripleti de microtubuli într-un mod similar cu organizarea de celule cili și flageli.

În procesul de microtubuli diviziunii celulare se extind de la centrosomes, formând astfel fusul mitotic, responsabil pentru distribuirea corectă a cromozomilor la noile celule fiice.

Se pare că centrioles nu sunt esențiale pentru asamblarea microtubulilor in interiorul celulelor, deoarece nu sunt prezente în celulele vegetale sau în anumite celule eucariote, cum ar fi ouă de anumite rozătoare.

În matricea pericentriolară, apare inițierea asamblării microtubulilor, unde nuclearea apare cu ajutorul tubulinei gama.

Perspectiva evolutivă

Cele trei tipuri de tubulinei (alfa, beta și gama) sunt codificate de gene diferite si sunt omoloage cu o genă găsită în procariote care codifică o proteină de 40.000 de daltoni, numit FtsZ. Proteina bacteriană este similară funcțional și structural cu tubulina.

Este probabil să aibă o funcție de proteine ​​ancestrale in bacterii si a fost modificata in timpul procesului evolutiv, încheind într-o proteină cu funcțiile exercitate în eucariotelor.

referințe

  1. Cardinali, D.P. (2007). Aplicată neuroștiință: fundamentele acesteia. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). Celula: o abordare moleculară. A doua ediție. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., și Schnek, A. (2006). Invitație la biologie. Ed. Panamericana Medical.
  4. Frixione, E., & Meza, I. (2017). Masini de viata: Cum se misca celulele?. Fondul pentru Cultura Economică.
  5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL și colab. (2000). Biologie celulară moleculară. Ediția a 4-a. New York: W. H. Freeman.