Mikrotubuli Struktur, Funktionen und klinische Bedeutung

Die Mikrotubuli sind zelluläre Strukturen in Form eines Zylinders, die unter anderem grundlegende Funktionen in Bezug auf Unterstützung, Zellmobilität und Zellteilung erfüllen. Diese Filamente sind im Inneren von eukaryotischen Zellen vorhanden.

Sie sind hohl und ihr innerer Durchmesser liegt in der Größenordnung von 25 nm, während der äußere Durchmesser 25 nm beträgt. Die Länge variiert zwischen 200 nm und 25 μm. Sie sind ziemlich dynamische Strukturen, mit einer definierten Polarität, fähig zu wachsen und zu verkürzen.

Index

• 1 Struktur und Zusammensetzung
• 2 Funktionen
  • 2.1 Zytoskelett
  • 2.2 Mobilität
  • 2.3 Zellteilung
  • 2.4 Cilios und Flagellen
  • 2.5 Centriolos
  • 2.6 Pflanzen
• 3 Klinische Bedeutung und Drogen
• 4 Referenzen

Struktur und Zusammensetzung

Mikrotubuli bestehen aus Molekülen mit Proteincharakter. Sie werden aus einem Protein namens Tubulin gebildet.

Tubulin ist ein Dimer, seine zwei Komponenten sind α-Tubulin und β-Tubulin. Der Hohlzylinder besteht aus dreizehn Ketten dieses Dimers.

Die Enden eines Mikrotubulus sind nicht gleich. Das heißt, es gibt eine Polarität der Filamente. Ein Ende ist bekannt als Plus (+) und das andere Minus (-).

Das Mikrotubuli ist keine statische Struktur, die Filamente können die Größe schnell ändern. Dieser Prozess des Wachsens oder Verkürzens findet hauptsächlich im Extrem statt; Dieser Prozess wird als Selbstorganisation bezeichnet. Die Dynamik der Mikrotubuli ermöglicht den Tierzellen, ihre Form zu verändern.

Es gibt Ausnahmen. Diese Polarität ist in den Mikrotubuli innerhalb der Dendriten in den Neuronen undeutlich.

Mikrotubuli sind nicht in allen Zellformen homogen verteilt. Seine Position hängt hauptsächlich vom Zelltyp und dessen Zustand ab. Zum Beispiel bilden Mikrotubuli in einigen Protozoonparasiten eine Panzerung.

Wenn sich die Zelle in einer Grenzfläche befindet, sind diese Filamente ebenfalls im Zytoplasma dispergiert. Wenn sich die Zelle zu teilen beginnt, beginnen sich die Mikrotubuli in der mitotischen Spindel zu organisieren.

Funktionen

Zytoskelett

Das Zytoskelett besteht aus einer Reihe von Filamenten, einschließlich Mikrotubuli, Intermediärfilamenten und Mikrofilamenten. Wie sein Name sagt, ist das Zytoskelett verantwortlich für die Unterstützung der Zelle, Motilität und Regulierung.

Mikrotubuli sind mit spezialisierten Proteinen (MAP, für seine Akronym in Englisch, Proteine ​​mit Mikrotubuli assoziiert) assoziiert, um ihre Funktionen zu erfüllen.

Das Cytoskelett ist in Tierzellen besonders wichtig, da ihnen eine Zellwand fehlt.

Mobilität

Mikrotubuli spielen eine fundamentale Rolle in motorischen Funktionen. Sie dienen als eine Art Hinweis, damit sich die mit der Bewegung verbundenen Proteine ​​bewegen können. Ähnlich sind Mikrotubuli Straßen und Proteinwagen.

Insbesondere sind Kinesine und Dynein Proteine ​​im Zytoplasma. Diese Proteine ​​binden sich an die Mikrotubuli, um die Bewegungen durchzuführen und die Mobilisierung von Materialien im gesamten Zellraum zu ermöglichen.

Sie transportieren Vesikel und bewegen sich über Mikrotubuli lange Strecken. Sie können auch Waren transportieren, die nicht in den Vesikeln gefunden werden.

Motorproteine ​​haben eine Art von Armen, und durch Veränderungen in der Form dieser Moleküle kann die Bewegung ausgeführt werden. Dieser Prozess ist abhängig von ATP.

Zellteilung

Was die Zellteilung betrifft, sind sie für die richtige und gerechte Verteilung der Chromosomen unentbehrlich. Die Mikrotubuli sind zusammengesetzt und bilden die mitotische Spindel.

Wenn sich der Kern teilt, transportieren und trennen die Mikrotubuli die Chromosomen zu den neuen Kernen.

Cilios und Geißeln

Mikrotubuli sind mit zellulären Strukturen verbunden, die Bewegung ermöglichen: Zilien und Flagellen.

Diese Anhänge sind wie dünne Peitschen geformt und ermöglichen es der Zelle, sich in ihrer Mitte zu bewegen. Die Mikrotubuli erleichtern den Aufbau dieser Zellfortsätze.

Die Zilien und Flagellen haben eine identische Struktur; die Zilien sind jedoch kürzer (10 bis 25 Mikrometer) und arbeiten normalerweise zusammen. Für die Bewegung ist die aufgebrachte Kraft parallel zur Membran. Die Zilien fungieren als "Rudern", die die Zelle drücken.

Im Gegensatz dazu sind die Flagellen länger (50 bis 70 & mgr; m) und üblicherweise weist die Zelle ein oder zwei auf. Die aufgebrachte Kraft ist senkrecht zur Membran.

Die transversale Ansicht dieser Anhänge stellt eine 9 + 2-Anordnung dar. Diese Nomenklatur bezieht sich auf das Vorhandensein von 9 Paaren von fusionierten Mikrotubuli, die ein nicht-fusioniertes zentrales Paar umgeben.

Die motorische Funktion ist das Produkt der Wirkung spezialisierter Proteine; Dynein ist einer von diesen. Dank ATP kann Protein seine Form verändern und Bewegung ermöglichen.

Hunderte von Organismen nutzen diese Strukturen, um sich zu bewegen. Zilien und Flagellen sind in einzelligen Organismen, in Spermatozoen und in kleinen mehrzelligen Tieren unter anderem vorhanden. Der Basalkörper ist die Zellorganelle, aus der Zilien und Flagellen stammen.

Centriolos

Die Zentriolen sind den Basalkörpern sehr ähnlich. Diese Organellen sind charakteristisch für eukaryotische Zellen, mit Ausnahme von Pflanzenzellen und bestimmten Protisten.

Diese Strukturen haben eine Tonnenform. Sein Durchmesser beträgt 150 nm und die Länge beträgt 300-500 nm. Die Mikrotubuli in den Zentriolen sind in drei verschmolzenen Filamenten organisiert.

Die Centriolen befinden sich in einer Struktur namens Centrosom. Jedes Zentrosom besteht aus zwei Zentriolen und einer proteinreichen Matrix, der pericentriolaren Matrix. In dieser Anordnung organisieren Centriolen Mikrotubuli.

Die genaue Funktion von Zentriolen und Zellteilung ist noch nicht im Detail bekannt. In bestimmten Experimenten wurden die Zentriolen entfernt und die Zelle ist in der Lage, sich ohne größere Unannehmlichkeiten zu teilen. Die Zentriolen sind für die Bildung der mitotischen Spindel verantwortlich: Hier kommen die Chromosomen zusammen.

Pflanzen

In Pflanzen spielen Mikrotubuli eine zusätzliche Rolle in der Zellwandanordnung und helfen, die Zellulosefasern zu organisieren. Außerdem helfen sie bei der Teilung und Zellausdehnung von Gemüse.

Klinische Bedeutung und Drogen

Krebszellen zeichnen sich durch hohe mitotische Aktivität aus; Daher würde das Auffinden von Medikamenten, deren Ziel die Anordnung von Mikrotubuli ist, dazu beitragen, ein solches Wachstum zu stoppen.

Es gibt eine Reihe von Medikamenten, die für die Destabilisierung von Mikrotubuli verantwortlich sind. Colcemid, Colchicin, Vincristin und Vinblastin verhindern die Polymerisation von Mikrotubuli.

Zum Beispiel wird Colchicin zur Behandlung von Gicht verwendet. Die anderen werden bei der Behandlung von bösartigen Tumoren verwendet.

Referenzen

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