Back to chapter

4.10:

Микротрубочки

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Microtubules

Languages

Share

микротрубочки, самые толстые цитоскелетные элементы в клетке это полые конструкции, которые состоят из парного глобулярного белка, альфа-и бета-тубулина. Эти гетеродимеры образуют линейные ряды, которые называются протофиламентами, и имеют структурную полярность, что означает, что каждый массив имеет концы с плюсом и минусом. На плюсе, где бета-тубулины открыты, добавлеяются димеры.В отличие от плюса, на минусе, где альфа-тубулины обращены наружу, происходит диссоциация. Однако в других случаях микротрубочки обеспечивают устойчивость путём прямой привязки к различным белкам, подобно белкам, ассоциированным с микротрубочкой. Кроме того, их полярность позволяет направленное движение по всей цитоплазме, как и в случае с денином и кинезином, моторными белками, которые эффективно транспортируют различные грузы, такие как везикулы.Также ключевыми являются компоненты микротрубочек реснички и жгутики, которые являются специализированными удлинителями, перемещающими жидкость над поверхностью неподвижных клеток и функционируют как пропеллеры в других клетках, перемещая их в окружающей среде. В итоге, независимо от того, вовлечены ли они в хромосомное деление во время деления клетки, транспортировку везикул в мозге, или выметание мусора из лёгких, микротрубочки необходимы для роста и развития, организационного потенциала и поддержки, и подвижности, в которой нуждаются клетки.

4.10:

Микротрубочки

В эукариотических клетках существует три типа цитоскелетных структур: микрофиламенты, промежуточные нити и микротрубоконы. С диаметром около 25 нм, микротрубоконы являются самыми толстыми из этих волокон. Микротрубочки выполняют различные функции, которые включают структуру и поддержку клеток, транспортировку органелл, подвижность клеток (движение) и разделение хромосом во время деления клеток.

Микротрубоконы – это полые трубки, стенки которых состоят из шаровых трубчатых белков тубулинов. Каждая молекула тубулина является гетенодимером, состоящим из подразделения альфа-тубулина и подразделения бета-тубулина. Димеры расположены в линейных рядах, называемых протофиламентами. Микротрубочка обычно состоит из 13 протофиламентов, расположенных бок о бок, обернутых вокруг полого ядра.

Из-за этого расположения, микротрубоконы полярны, а это означает, что они имеют разные цели. Плюс конец имеет открытый бета-тубулин, а минус конец имеет открытый альфа-тубулин. Микротрубоконы могут быстро собираться- расти в длину за счет полимеризации молекул тубулина и разбирать. Эти два конца ведут себя по-разному в этом отношении. Плюсом, как правило, быстро растущий конец или конец, где тубулин добавляется, и минус конец медленно растущий конец или конец, где тубулин теряется в зависимости от ситуации.

Этот процесс динамической нестабильности, где микротрубоконы быстро растут и сокращаются, имеет важное значение для таких функций, как ремоделирование цитоскелета во время деления клеток и расширение аксонов от растущих нейронов.

Микротрубоконы также могут быть стабильными, часто путем связывания с микротрубочками связанных белков, которые помогают клетке поддерживать свою форму. Другие белки, называемые моторными белками, могут взаимодействовать с микротрубочками для транспортировки органелл в определенном направлении. Например, многие нейротрансмиттеры упакованы в пузырьки в клеточном теле нейрона, а затем транспортируются вниз по аксону вдоль “следа” микротрубочек, доставляя пузырьки туда, где они необходимы. Наконец, микротрубочные батареи могут также выступать за пределами клетки, входящих в нить flagella и реснички, которые движутся, чтобы подтолкнуть клетки (например, сперма) вместе, или перемещать жидкость по их поверхностям, например, в легких.

Suggested Reading

Brouhard, Gary J., and Luke M. Rice. “Microtubule Dynamics: An Interplay of Biochemistry and Mechanics.” Nature Reviews. Molecular Cell Biology 19, no. 7 (July 2018): 451–63. [Source]

Hashimoto, Takashi. “Microtubules in Plants.” The Arabidopsis Book / American Society of Plant Biologists 13 (April 27, 2015). [Source]