Mikrotübüller

Mikrotübüller tübüler bir yapıya sahip olan ve aktin ve ara filamentlerle birlikte ökaryotik hücrelerin hücre iskeletini oluşturan protein filamentleridir. Hücreyi stabilize ederler ve ayrıca hücre içindeki taşıma ve hareketlere katkıda bulunurlar.

Mikrotübüller nedir?

Mikrotübüller, protein yapılarının çapı yaklaşık 24 nm olan tübüler polimerlerdir. Diğer filamentlerle birlikte hücre iskeletini oluştururlar, bu da hücrelere güç ve şekil verir. Ek olarak, hücre hareketinde de önemli bir rol oynarlar ve aynı zamanda kirpikler, kamçılılar, sentrioller ve nükleer iğlerin önemli unsurlarıdırlar. Mikrotübüller de kanser tedavisi için çok önemlidir. Tümör hücrelerinin bölünmesi üzerinde etkisi olan bazı aktif bileşenler halihazırda kemoterapötik maddeler veya sitostatikler şeklinde kullanılmaktadır.

Anatomi ve yapı

Mikrotübüller, alfa ve beta tübülin dimerlerinden (heterodimerler) oluşur. Heterodimerler, protofilamentler olarak da bilinen mikrotübüllerin alt birimleridir. Protofilamentler, bir ucunda yalnızca alfa-tübülin birimleri ve diğer ucunda yalnızca beta-tübülin alt birimleriyle üst üste getirilerek içi boş gövdeyi bir spiral şeklinde oluşturur. Alfa ve beta tübülin, 1 molekül GTP'yi bağlama yeteneğine sahiptir. GTP, alfa tübüline geri döndürülemez bir şekilde bağlanır.

Heterodimerler tercihen artı uçta yer alır, bu nedenle bir mikrotübül bu yönde büyürken eksi uç kararlı tarafı oluşturur. Bir mikrotübül, bir mikrometre ile birkaç yüz mikrometre uzunluğundadır. Mikrotübüller tekli, ikili veya üçlü olarak düzenlenir. İplikler normal olarak, örneğin merkezkaçlar veya bazal cisimler dahil olmak üzere mikrotübül düzenleme merkezinden gelir. Ek olarak, iki farklı popülasyon arasında bir ayrım yapılır: dinamik, kısa ömürlü ve stabil, uzun ömürlü mikrotübüller. Stabil mikrotübüller, flagella, cilia ve centrioles çerçevesini temsil eder.

Uzun ömürlü mikrotübüller, nöronların aksonlarında veya sperm hücrelerinin kamçısında da meydana gelir. Burada esneklik, istikrar ve hareketlilik sağlarlar. Dinamik mikrotübüller, hızlı yeniden yapılanmanın gerekli olduğu yerlerde de bulunabilir. Ayrıca kromozomların yavru hücrelerde dağılımını sağlarlar. Mikrotübüller dönüşümlü olarak oluşturulur veya parçalanır, birikme ve bozulma esas olarak artı uçta gerçekleşir. Yeterli heterodimer kalmayıncaya kadar bir mikrotübül büyür.

Daha sonra depolimerizasyon başlar, böylece tübülin konsantrasyonu tekrar artar ve yeni bir büyüme başlar. Farklı maddeler depolimerizasyonu veya polimerizasyonu engeller, bunlar hastalıkları tedavi etmek için kullanılır.

İşlev ve görevler

Mikrotübüllerin çok işlevli görevleri vardır. Kromozomların düzenini ve raylı sistem gibi çalışan vezikül hareketini etkilerler. Vezikül aktivitesi, motor proteinlerinin taşınması için ön koşuldur. Taşıma, kesecik yüzeyinde bulunan kinesin ve dynein proteinleri nedeniyle gerçekleşir. Dynein ile kaplı veziküller artıdan eksi uca taşınırken, kinesin ile kaplı veziküller ters yönde taşınır.

Tek tek mikrotübüller birikirse, karmaşık yapılar oluşur. Bunlar, merkezcilleri ve bazal gövdeleri içerir. Sentrioller, iki tamamlanmamış ve bir tam mikrotübülden oluşan dokuz mikrotübül üçlüsünden oluşur. Bazal cisimler, merkezcillerle aynı yapıya sahiptir. Hücre yüzeyinin altında bulunurlar ve flagella ve cilia'yı sabitleme görevi vardır. Kinocilia, merkezi bir çift mikrotübülden ve dokuz mikrotübül çiftinden oluşur. Kinocilia, esas olarak epitel hücrelerinde meydana gelir ve hücre yüzeyinde küçük parçacıkları taşır. Kirpikler bir plazma zarından oluşur ve ökaryotik hücrelerin yüzeyinde bulunur.

Merkezleri, bir demet şeklinde düzenlenmiş stabil mikrotübüllerden oluşur. Kirpikler, sıvının hücre yüzeyindeki hareketinden sorumludur. Örneğin, bazı protozoalar bunları yiyecek parçacıklarını toplamak için kullanır. Epitel hücrelerinde, ölü hücreli mukus tabakalarını veya toz partiküllerini daha sonra atılabilmeleri için boğaza kadar taşıdıkları birçok tüycük bulunur.

Ek olarak, kirpikler fallop tüpü duvarında bir akım yaratır, böylece yumurta hücreleri fallop tüpü içinden taşınabilir. Flagella (flagella), sinema kirpikleri ile aynı yapıya sahiptir, ancak çok daha uzundur ve hücre hareketinde kullanılır. Bu, örneğin spermin hareketini ve protozoanın taşınmasını içerir.

İlaçlarınızı burada bulabilirsiniz

Hastalıklar

Birincil siliyer displazide kinosili kusurludur ve dynein moleküllerinin sayısı azalır. Birincil siliyer displazi, solunan bakteri ve partikülleri taşıyan taşıma mekanizmasının düzgün çalışmadığı çok nadir görülen kalıtsal bir hastalıktır. Sonuç olarak, kinosilinin hareketi eksiktir veya çok koordinasyonsuzdur.

Bu nedenle, kir partikülleri bronşiyal mukusla veya paranazal sinüslerin salgılanmasıyla düzgün bir şekilde taşınamaz, bu da bronşektazi (geri dönüşü olmayan bronşiyal genişleme), kronik bronşit veya kronik sinüzite yol açar. Erkeklerde spermin flagella atımı bozulursa kısırlık oluşur. Alzheimer hastalığı bağlamında, hastanın beyninde değişmiş mikrotübüller bulunur. Bu hastalıkta MARK2 enzimi tau proteinini etkiler. Normal hücrelerde tau, mikrotübüllere bağlanır ve böylece onları stabilize eder. Bununla birlikte, MARK2 tau üzerine etki ettiğinde, hücre iskeletinde dengesizlik ve Alzheimer hastalığının ayırt edici özelliklerinden biri olan hücre taşıma sisteminde bozukluk meydana gelir.