MIKROTUBULUMOK: FELÉPÍTÉS, FUNKCIÓK ÉS KLINIKAI JELENTŐSÉGÜK - BIOLÓGIA - 2026

A mikrotubulusok olyan alakú celluláris struktúrák, amelyek többek között a henger-támogatással kapcsolatos funkciókat, a sejt motilitását és a sejtosztódást játsszák. Ezek a szálak az eukarióta sejtekben vannak jelen.

Üregesek, belső átmérőjük 25 nm, míg a külső átmérőjük 25 nm. A hossza 200 nm és 25 μm között változhat. Nagyon dinamikus struktúrák, meghatározott polaritással, növekedni és rövidebbek.

Felépítés és összetétel

A mikrotubulusok fehérjemolekulákból állnak. A tubulin nevű proteinből készülnek.

A tubulin dimer, két alkotóeleme az α-tubulin és a β-tubulin. Az üreges henger e dimer tizenhárom láncából áll.

A mikrotubulus végei nem azonosak. Vagyis van a szálak polaritása. Az egyik szélsőség plusz (+), a másik pedig mínusz (-) néven ismert.

A mikrotubulus nem statikus szerkezet, a szálak gyorsan megváltozhatnak. Ez a növekvő vagy lerövidülő folyamat főként a szélsőségekben zajlik; Ezt a folyamatot önszerelésnek nevezik. A mikrotubulusok dinamikája lehetővé teszi, hogy az állati sejtek alakját megváltoztassák.

Vannak kivételek. Ez a polaritás nem derül ki a dendritek belsejében lévő mikrotubulusokban, a neuronokban.

A mikrotubulusok nem oszlanak el egyenletesen minden sejtformában. Helye elsősorban a cella típusától és állapotától függ. Például néhány protozoán parazitában a mikrotubulusok páncélt képeznek.

Hasonlóképpen, amikor a cella interfészen van, ezek a szálak diszpergálódnak a citoplazmában. Amikor a sejt elkezd osztódni, a mikrotubulusok a mitotikus orsón kezdik elrendeződni.

Jellemzők

citoszkeleton

A citoszkeleton szálak sorozatából áll, beleértve a mikrotubulusokat, a közbenső filamenteket és a mikroszálakat. Amint a neve is jelzi, a citoszkeleton felel a sejt, a motilitás és a szabályozás fenntartásáért.

A mikrotubulusok speciális fehérjékkel (MAPs) asszociálódnak funkcióik ellátásához.

A citoszkeleton különösen fontos az állati sejtekben, mivel hiányzik a sejtfal.

Mobilitás

A mikrotubulusok alapvető szerepet játszanak a motoros funkciókban. Egyfajta nyomként szolgálnak a mozgással kapcsolatos fehérjék mozgására. Hasonlóképpen, a mikrotubulusok útak, a fehérjék pedig autók.

Pontosabban, a kinezin és a dynein a citoplazmában található fehérjék. Ezek a fehérjék a mikrotubulusokhoz kötődnek, hogy mozogjanak és lehetővé tegyék az anyagok mobilizálását az egész sejttérben.

Hordozzák a vezikulumokat és nagy távolságra haladnak a mikrotubulusokban. Szállíthatnak olyan árut is, amely nincs a vezikulában.

A motoros fehérjéknek van egyfajta karja, és ezen molekulák alakjának megváltoztatásán keresztül mozoghat. Ez a folyamat az ATP-től függ.

Sejtosztódás

A sejtosztódás szempontjából elengedhetetlenek a kromoszómák megfelelő és méltányos eloszlásához. A mikrotubulusok összeállnak és képezik a mitotikus orsót.

Amikor a mag megosztódik, a mikrotubulusok hordozzák és elválasztják a kromoszómákat az új magokhoz.

Cilia és flagella

A mikrotubulusok sejtes struktúrákhoz kapcsolódnak, amelyek lehetővé teszik a mozgást: ciliák és flagella.

Ezek a függelékek vékony ostor alakúak, és lehetővé teszik a sejt számára, hogy a környezetében mozogjon. A mikrotubulusok elősegítik ezen sejtek meghosszabbítását.

A Cilia és a flagella szerkezete azonos; a ciliák azonban rövidebbek (10-25 mikron) és hajlamosak együtt működni. A mozgáshoz az alkalmazott erő párhuzamos a membránnal. A csíra úgy viselkedik, mint "evezés", amely nyomja a sejtet.

Ezzel szemben a flagella hosszabb (50-70 mikron), és a sejtben általában egy vagy kettő van. Az alkalmazott erő merőleges a membránra.

Ezeknek a függelékeknek a keresztmetszete 9 + 2 elrendezést mutat, ez a nómenklatúra arra utal, hogy 9 pár olvasztott mikrotubulus van jelen, amelyek egy központi, nem kondenzált párt vesznek körül.

A motoros funkció a speciális fehérjék hatása; a dynein az egyik ilyen. Az ATP-nek köszönhetően a fehérje megváltoztathatja alakját és lehetővé teszi a mozgást.

Organizmusok százai használják ezeket a szerkezeteket a körülkerüléshez. A Cilia és a flagella megtalálható többek között az egysejtű szervezetekben, a spermatozoidokban és a kis többsejtű állatokban. Az alaptest a celluláris organelle, amelyből a cilia és a flagella származik.

centrioiokkai

A centriolek rendkívül hasonlóak az alaptestekhez. Ezek az organellák az eukarióta sejtekre jellemzőek, kivéve a növényi sejteket és bizonyos protistákat.

Ezek a szerkezetek hordó alakúak. Átmérője 150 nm, hossza 300-500 nm. A centriolek mikrotubulusai három összeolvadt filamentumba vannak osztva.

A centriolek a centroszómának nevezett struktúrában helyezkednek el. Mindegyik centroszóma két centrioleből és egy fehérjeben gazdag mátrixból áll, amelyet pericentriolar mátrixnak hívnak. Ebben az elrendezésben a centriolek szervezik a mikrotubulusokat.

A centriolek és a sejtosztódás pontos funkciója még nem ismert részletesebben. Bizonyos kísérletekben a centrioleket eltávolítottuk, és az említett sejt nagyobb kényelmetlenség nélkül képes osztódni. A centriolek felelősek a mitotikus orsó kialakításáért: itt kapcsolódnak a kromoszómák.

Növények

A növényekben a mikrotubulusok kiegészítő szerepet játszanak a sejtfal elrendezésében, elősegítve a cellulózrostok szerveződését. Hasonlóképpen, elősegítik a sejtosztódást és a növények terjedését.

Klinikai jelentőség és gyógyszerek

A rákos sejteket magas mitotikus aktivitás jellemzi; így a mikrotubulusok összeállítását célzó gyógyszerek megtalálása segít megállítani az ilyen növekedést.

Számos gyógyszer felelős a mikrotubulusok destabilizálásáért. A kolcemid, kolchicin, vinkrisztin és vinblasztin megakadályozzák a mikrotubulusok polimerizációját.

A kolhicint például köszvény kezelésére használják. A többit rosszindulatú daganatok kezelésére használják.

Irodalom

1. Audesirk, T., Audesirk, G. és Byers, BE (2003). Biológia: élet a földön. Pearson oktatás.
2. Campbell, NA, és Reece, JB (2007). Biológia. Panamerican Medical Ed.
3. Eynard, AR, Valentich, MA és Rovasio, RA (2008). Az ember szövettana és embriológiája: sejt- és molekuláris bázisok. Panamerican Medical Ed.
4. Kierszenbaum, AL (2006). Szövettan és sejtbiológia. Második kiadás. Elsevier Mosby.
5. Rodak, BF (2005). Hematológia: alapok és klinikai alkalmazások. Panamerican Medical Ed.
6. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Élet: A biológia tudománya. Panamerican Medical Ed.