Mikrotubule su proteinski filamenti koji imaju cjevastu strukturu i zajedno s aktinima i intermedijarnim filamentima tvore citoskelet eukariotskih stanica. Oni stabiliziraju stanicu, a također sudjeluju u transportu i kretanju unutar stanice.
Što su mikrotubule?
Mikrotubule su cjevasti polimeri čija je proteinska struktura promjera oko 24nm. Zajedno s drugim nitima, oni tvore citoskelet koji daje stanice snaga i oblika. Uz to, oni također igraju bitnu ulogu u kretanju stanica, a također su važni elementi trepavica, bičeva, centriola i nuklearnih vretena. Mikrotubule su također vrlo važne u Raka terapija. Neka sredstva koja imaju učinak na diobu tumorskih stanica već se koriste u obliku kemoterapeutika ili citostatika.
Anatomija i struktura
Mikrotubule se sastoje od alfa i beta tubulinskih dimera (heterodimera). Heterodimeri su podjedinice mikrotubula, koje se nazivaju i protofilamenti. Protofilamenti interkalacijom grade šuplje tijelo u obliku spirale, sa samo jedinicama alfa-tubulina na jednom kraju i samo podjedinicama beta-tubulina na drugom kraju. Alfa- i beta-tubulin imaju svojstvo vezanja 1 molekule GTP-a. Na alfa-tubulinu, GTP je nepovratno vezan. Heterodimeri su poželjno smješteni na plus kraju, pa mikrotubula raste u tom smjeru, dok minus kraj čini stabilnu stranu. Mikrotubula je duga između jednog mikrometra i nekoliko stotina mikrometara. Raspored mikrotubula je ili singlet, duplet ili triplet. Filamenti obično potječu iz centra za organiziranje mikrotubula, koji uključuje, na primjer, centriole ili bazalna tijela. Uz to se razlikuju dvije različite populacije: dinamične, kratkotrajne mikrotubule i stabilne, dugovječne mikrotubule. Stabilne mikrotubule čine skele bičeva, trepavica i centriola. Nadalje, dugovječne mikrotubule nalaze se i u aksonima neurona ili u bičevima sperma Stanice. Tamo pružaju fleksibilnost, stabilnost i mobilnost. Dinamične mikrotubule se također nalaze tamo gdje je potrebno brzo preuređivanje. Osim toga, oni osiguravaju distribucija of kromosomi u kćerinskim stanicama. Mikrotubule se naizmjenično grade ili razgrađuju, pri čemu se nakupljanje ili razgradnja odvija uglavnom na plus strani. Mikrotubula raste dok više nema dovoljno heterodimera. Tada započinje depolimerizacija, uzrokujući koncentracija tubulina da se ponovno digne i da započne obnovljeni rast. Različite tvari zaustavljaju depolimerizaciju ili polimerizaciju, te se koriste za liječenje bolesti.
Funkcija i zadaci
Mikrotubule imaju višenamjenske zadatke. Oni utječu na raspored kromosomi i kretanje vezikula koje funkcionira poput željezničkog sustava. Aktivnost vezikula preduvjet je za prijevoz motora proteini. Prijevoz se odvija zbog proteini kinezin i dinein, koji se nalaze na površini vezikula. Vezikule zauzete dineinom prevoze se s plus na minus kraj, dok se vezikule koje zauzima kinezin prevoze u suprotnom smjeru. Kad se pojedinačne mikrotubule slože, nastaju složene strukture. Tu spadaju centrioli i bazalna tijela. Centriole su sastavljene od devet trostrukih mikrotubula koje se sastoje od dvije nepotpune i jedne cjelovite mikrotubule. Bazalna tijela imaju istu strukturu kao i centrioli. Smještene su ispod površine stanice i imaju funkciju sidrenja bičeva i kinocilije. Kinoceili su sastavljeni od središnjeg para mikrotubula i devet dupleta mikrotubula. Kinoceli se nalaze pretežno na epitelnim stanicama i prenose male čestice na površini stanice. Cilije se sastoje od plazmatske membrane i nalaze se na površini eukariotskih stanica. Njihovo se središte sastoji od stabilnih mikrotubula raspoređenih u obliku snopa. Cilia osiguravaju kretanje tekućine površinom stanice. Primjerice, neke ih protozoe koriste za sakupljanje čestica hrane. Mnogo se cilija nalazi na epitelnim stanicama, gdje prenose slojeve sluzi koji sadrže mrtve stanice ili čestice prašine do grla kako bi se kasnije mogle izlučiti. Uz to, cilije stvaraju struju na zidu jajovoda tako da oociti mogu biti transportirane kroz jajovod. Bičevi (bičevi) imaju istu strukturu kao i kinocilije, ali su puno dulji i služe za kretanje stanica. To uključuje, na primjer, sperma lokomocija i protozojski prijevoz.
Bolesti
U primarnoj displaziji cilija, kinocilije su neispravno građene i broj dineina molekule je smanjena. Primarna cilijarna displazija nasljedna je bolest koja se javlja vrlo rijetko i kod koje se transportni mehanizam koji prenosi udiše bakterija a čestice ne funkcioniraju pravilno. Kao rezultat, kretanje kinocilije je odsutno ili je vrlo nekoordinirano. Iz tog razloga, čestice prljavštine s bronhijalnom sluzi ili sekretom paranazalnih sinusa ne može se pravilno odvesti, što dovodi do bronhioektazije (nepovratna dilatacija bronha), do kronične bronhitis ili na kroničnu upala sinusa. Ako je flagelar pobijedio sperma je poremećen kod muškaraca, neplodnost javlja se. U Alzheimerova bolesti, u mozgu pacijenata nalaze se promijenjene mikrotubule. Kod ove bolesti enzim MARK2 utječe na protein tau. U normalnim stanicama tau je vezan za mikrotubule, stabilizirajući ih. Međutim, kada MARK2 djeluje na tau, dolazi do nestabilnosti citoskeleta i poremećaja u staničnom transportnom sustavu, što je jedno od obilježja Alzheimerova bolest.
