MIKROTUBULY: STRUKTURA, FUNKCE A KLINICKÝ VÝZNAM - BIOLOGIE - 2025

Tyto mikrotubuly jsou tvarované buněčné struktury, které hrají podpůrné válce klíče - související funkce, pohyblivost buněk a dělení buněk, mimo jiné. Tato vlákna jsou přítomna uvnitř eukaryotických buněk.

Jsou duté a jejich vnitřní průměr je řádově 25 nm, zatímco vnější průměr měří 25 nm. Délka se pohybuje mezi 200 nm a 25 um. Jsou to docela dynamické struktury s definovanou polaritou, schopné růstu a zkracování.

Struktura a složení

Mikrotubuly jsou tvořeny bílkovinnými molekulami. Jsou vyrobeny z bílkoviny zvané tubulin.

Tubulin je dimer, jeho dvěma složkami jsou a-tubulin a P-tubulin. Dutý válec je tvořen třinácti řetězy tohoto dimeru.

Konce mikrotubule nejsou stejné. To znamená, že vlákna mají polaritu. Jeden extrém je známý jako plus (+) a druhý jako mínus (-).

Mikrotubula není statická struktura, vlákna se mohou rychle měnit. Tento proces pěstování nebo zkracování probíhá hlavně v extrémních podmínkách; Tento proces se nazývá samosestavení. Dynamika mikrotubulů umožňuje živočišným buňkám měnit jejich tvar.

Existují výjimky. Tato polarita je nezřetelná v mikrotubulích uvnitř dendritů, v neuronech.

Mikrotubuly nejsou homogenně distribuovány ve všech buněčných formách. Jeho umístění závisí hlavně na typu buňky a jejím stavu. Například u některých protozoálních parazitů tvoří mikrotubuly brnění.

Podobně, když je buňka v rozhraní, jsou tato vlákna dispergována v cytoplazmě. Když se buňka začne dělit, mikrotubuly se začnou organizovat na mitotickém vřetenu.

Funkce

Cytoskeleton

Cytoskelet je tvořen řadou filamentů, včetně mikrotubulů, mezilehlých filamentů a mikrofilamentů. Jak již název napovídá, cytoskelet má na starosti podporu buněk, pohyblivost a regulaci.

Mikrotubuly se sdružují se specializovanými proteiny (MAP), aby plnily své funkce.

Cytoskelet je zvláště důležitý v živočišných buňkách, protože jim chybí buněčná stěna.

Mobilita

Mikrotubuly hrají zásadní roli v motorických funkcích. Slouží jako druh vodítka pro pohybové proteiny k pohybu. Podobně mikrotubuly jsou silnice a proteiny jsou automobily.

Konkrétně jsou kineziny a dynein proteiny nalezené v cytoplazmě. Tyto proteiny se vážou na mikrotubuly, aby prováděly pohyby a umožnily mobilizaci materiálů v buněčném prostoru.

Nesou váčky a cestují na velké vzdálenosti přes mikrotubuly. Mohou také přepravovat zboží, které není ve vesikulách.

Motorické proteiny mají určitý druh ramen a prostřednictvím změn ve tvaru těchto molekul lze provádět pohyb. Tento proces závisí na ATP.

Buněčné dělení

Pokud jde o buněčné dělení, jsou nezbytné pro správné a spravedlivé rozdělení chromozomů. Mikrotubuly se sestavují a tvoří mitotické vřeteno.

Když se jádro dělí, mikrotubuly nesou a oddělují chromozomy od nových jader.

Cilia a bičíky

Mikrotubuly jsou spojeny s buněčnými strukturami, které umožňují pohyb: řasinky a bičíky.

Tyto dodatky jsou tvarovány jako tenké biče a umožňují buňce pohybovat se ve svém prostředí. Mikrotubuly podporují sestavení těchto buněčných rozšíření.

Cilia a bičíky mají stejnou strukturu; nicméně řasinky jsou kratší (10 až 25 mikronů) a mají tendenci spolupracovat. Pro pohyb je aplikovaná síla rovnoběžná s membránou. Cilia se chová jako "pádla", která tlačí buňku.

Naproti tomu bičíky jsou delší (50 až 70 mikronů) a buňka má obvykle jeden nebo dva. Použitá síla je kolmá k membráně.

Průřezový pohled na tyto přílohy představuje uspořádání 9 + 2. Tato nomenklatura se týká přítomnosti 9 párů fúzovaných mikrotubulů, které obklopují centrální, neuzavřený pár.

Motorická funkce je výsledkem působení specializovaných proteinů; dynein je jedním z nich. Díky ATP může protein změnit svůj tvar a umožnit pohyb.

Stovky organismů používají tyto struktury k obcházení. Cilia a bičíky jsou přítomny mimo jiné v jednobuněčných organismech, v spermatozoa a v malých mnohobuněčných zvířatech. Základním tělem jsou buněčné organely, ze kterých pochází řasinka a bičíky.

Centrioly

Centioly jsou velmi podobné základním tělům. Tyto organely jsou charakteristické pro eukaryotické buňky, s výjimkou rostlinných buněk a určitých protistů.

Tyto struktury jsou válcovitého tvaru. Jeho průměr je 150 nm a jeho délka je 300-500 nm. Mikrotubuly v centiolech jsou uspořádány do tří fúzovaných filamentů.

Centioly jsou umístěny ve struktuře zvané centrosom. Každý centrosom je tvořen dvěma centioly a matricí bohatou na proteiny zvanou pericentriolární matice. V tomto uspořádání centrioly organizují mikrotubuly.

Přesná funkce centrálního a buněčného dělení není dosud podrobně známa. V některých experimentech byla střediska odstraněna a uvedená buňka je schopna se dělit bez větších obtíží. Centioly jsou zodpovědné za vytvoření mitotického vřetena: zde jsou spojeny chromozomy.

Rostliny

V rostlinách hrají mikrotubuly další roli v uspořádání buněčných stěn, což pomáhá organizovat celulózová vlákna. Rovněž pomáhají dělení buněk a expanzi v rostlinách.

Klinický význam a léčiva

Rakovinové buňky se vyznačují vysokou mitotickou aktivitou; tak nalezení léků, které cílí na sestavení mikrotubulů, by pomohlo zastavit takový růst.

Existuje mnoho léků zodpovědných za destabilizaci mikrotubulů. Kolcemid, kolchicin, vinkristin a vinblastin brání polymeraci mikrotubulů.

Například kolchicin se používá k léčbě dny. Ostatní se používají při léčbě maligních nádorů.

Reference

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologie: život na Zemi. Pearsonovo vzdělávání.
2. Campbell, NA, a Reece, JB (2007). Biologie. Panamerican Medical Ed.
3. Eynard, AR, Valentich, MA a Rovasio, RA (2008). Histologie a embryologie člověka: buněčné a molekulární základy. Panamerican Medical Ed.
4. Kierszenbaum, AL (2006). Histologie a buněčná biologie. Druhé vydání. Elsevier Mosby.
5. Rodak, BF (2005). Hematologie: základy a klinické aplikace. Panamerican Medical Ed.
6. Sadava, D., a Purves, WH (2009). Life: The Science of Biology. Panamerican Medical Ed.