Microtubules

Microtubules adalah filamen protein yang mempunyai struktur tiub dan bersama-sama dengan filamen aktin dan perantaraan membentuk sitoskeleton sel eukariotik. Mereka menstabilkan sel dan juga mengambil bahagian dalam pengangkutan dan pergerakan di dalam sel.

Apa itu mikrotubulus?

Microtubules adalah polimer tiub yang struktur proteinnya mempunyai diameter sekitar 24 nm. Bersama dengan filamen lain, mereka membentuk sitoskeleton, yang memberikan kekuatan dan bentuk sel. Selain itu, mereka juga memainkan peranan penting dalam pergerakan sel dan juga elemen penting dari silia, flagela, centrioles dan spindle nuklear. Microtubules juga sangat penting untuk terapi barah. Beberapa bahan aktif yang mempunyai pengaruh pada pembelahan sel-sel tumor sudah digunakan dalam bentuk agen kemoterapi atau agen sitostatik.

Anatomi & struktur

Microtubules terdiri daripada dimer alpha dan beta tubulin (heterodimer). Heterodimer adalah subunit mikrotubulus, yang juga dikenal sebagai protofilamen. Protofilamen membina badan berongga dalam bentuk lingkaran dengan superposisi, dengan hanya unit alpha-tubulin di satu hujung dan hanya sub-unit beta-tubulin di ujung yang lain. Alpha dan beta tubulin mempunyai keupayaan untuk mengikat 1 molekul GTP. GTP terikat pada tubulin alfa.

Heterodimer lebih baik terletak di hujung tambah, jadi mikrotubulus tumbuh ke arah ini, sementara hujung tolak membentuk sisi stabil. Satu mikrotubulus panjangnya antara satu mikrometer hingga beberapa ratus mikrometer. Microtubules disusun sama ada sebagai singlet, ganda atau triplet. Filamen biasanya berasal dari pusat penyusun mikrotubulus, termasuk, misalnya, badan sentral atau basal. Di samping itu, perbezaan dibuat antara dua populasi yang berbeza: mikrotubulus yang dinamik, berumur pendek dan stabil. Mikrotubulus stabil mewakili kerangka flagella, silia dan sentriol.

Mikrotubulus jangka panjang juga berlaku di akson neuron atau di flagela sel sperma. Di sana mereka memastikan fleksibiliti, kestabilan dan mobiliti. Mikrotubulus dinamik juga boleh didapati di mana pembinaan semula yang cepat diperlukan. Di samping itu, mereka memastikan pengedaran kromosom dalam sel anak perempuan. Microtubules dibina atau dipecah secara bergantian, dengan penambahan dan pemecahan terutamanya berlaku di hujung tambah. Microtubule tumbuh sehingga tidak ada heterodimer yang mencukupi.

Kemudian depolimerisasi bermula, di mana kepekatan tubulin meningkat lagi dan pertumbuhan baru bermula. Bahan-bahan yang berlainan mencegah depolimerisasi atau pempolimeran, ini digunakan untuk merawat penyakit.

Fungsi & tugas

Microtubules mempunyai tugas pelbagai fungsi. Mereka mempengaruhi susunan kromosom dan pergerakan vesikel, yang berfungsi seperti sistem rel. Aktiviti vesikel adalah prasyarat untuk pengangkutan protein enjin. Pengangkutan berlaku kerana protein kinesin dan dynein, yang terletak di permukaan vesikel. Vesikel yang ditutup dengan dynein diangkut dari tambah ke hujung minus, sementara vesikel yang ditutup dengan kinesin diangkut ke arah yang berlawanan.

Sekiranya mikrotubulus individu terkumpul, struktur kompleks terbentuk. Ini termasuk pusat dan badan basal. Centrioles terdiri dari sembilan mikrotubulus triplet, yang terdiri dari dua mikrotubulus yang tidak lengkap dan satu lengkap. Badan basal mempunyai struktur yang sama dengan sentriol. Mereka terletak di bawah permukaan sel dan mempunyai tugas untuk menahan flagella dan silia. Kinocilia terdiri dari sepasang pusat mikrotubulus dan sembilan mikrotubulus ganda. Kinocilia berlaku terutamanya pada sel epitelium dan mengangkut zarah kecil di permukaan sel. Cilia terdiri daripada membran plasma dan terdapat di permukaan sel eukariotik.

Pusatnya terdiri daripada mikrotubulus stabil yang disusun dalam bentuk bundle. Cilia bertanggungjawab untuk pergerakan cecair melintasi permukaan sel. Sebagai contoh, beberapa protozoa menggunakannya untuk mengumpulkan zarah makanan. Sebilangan besar silia terdapat pada sel epitelium, di mana ia mengangkut lapisan lendir dengan sel mati atau zarah debu hingga ke kerongkong sehingga kemudiannya dapat dikeluarkan.

Selain itu, silia membuat arus di dinding tiub fallopio sehingga sel telur dapat diangkut melalui tiub fallopio. Flagella (flagella) mempunyai struktur yang sama dengan silia sinema, tetapi lebih panjang dan digunakan untuk pergerakan sel. Ini termasuk, misalnya, pergerakan sperma dan pengangkutan protozoa.

Anda boleh mendapatkan ubat anda di sini

Penyakit

Pada displasia ciliary primer, kinocilia rosak dan bilangan molekul dynein dikurangkan. Displasia ciliary primer adalah penyakit keturunan yang sangat jarang berlaku di mana mekanisme pengangkutan yang membawa bakteria dan zarah yang dihirup tidak berfungsi dengan baik. Akibatnya, pergerakan kinocilia hilang atau sangat tidak terkoordinasi.

Atas sebab ini, zarah-zarah kotoran tidak dapat diangkut dengan betul dengan lendir bronkus atau rembesan sinus paranasal, yang membawa kepada bronchiectasis (dilatasi bronkus yang tidak dapat dipulihkan), bronkitis kronik atau sinusitis kronik. Sekiranya denyutan flagela sperma pada lelaki terganggu, kemandulan berlaku. Dalam konteks penyakit Alzheimer, mikrotubulus yang diubah terdapat di otak pesakit. Dalam penyakit ini, enzim MARK2 mempengaruhi protein tau. Dalam sel normal, tau terikat pada mikrotubulus, yang menstabilkannya. Namun, apabila MARK2 bertindak pada tau, ketidakstabilan sitoskeleton dan gangguan dalam sistem pengangkutan sel berlaku, yang merupakan salah satu ciri khas penyakit Alzheimer.