Microtubules Structuur, functies en klinisch belang

de microtubules zijn cellulaire structuren in de vorm van cilinders die fundamentele functies uitvoeren met betrekking tot ondersteuning, cellulaire mobiliteit en celdeling, onder andere. Deze filamenten zijn aanwezig in eukaryote cellen.

Ze zijn hol en hun inwendige diameter ligt in de orde van 25 nm, terwijl de externe diameter 25 nm is. De lengte varieert tussen 200 nm en 25 μm. Het zijn vrij dynamische structuren, met een gedefinieerde polariteit, in staat om te groeien en te verkorten.

index

• 1 Structuur en samenstelling
• 2 functies
  • 2.1 Cytoskelet
  • 2.2 Mobiliteit
  • 2.3 Celdeling
  • 2,4 Cilio's en flagellen
  • 2.5 Centriolos
  • 2.6 Planten
• 3 Klinisch belang en medicijnen
• 4 Referenties

Structuur en samenstelling

Microtubules worden gevormd door moleculen van een eiwitaard. Ze worden gevormd door een eiwit dat tubuline wordt genoemd.

Tubuline is een dimeer, de twee componenten zijn α-tubuline en β-tubuline. De holle cilinder bestaat uit dertien kettingen van dit dimeer.

De uiteinden van een microtubule zijn niet hetzelfde. Dat wil zeggen, er is een polariteit van de filamenten. Eén uiteinde staat bekend als plus (+) en de andere min (-).

De microtubule is geen statische structuur, de filamenten kunnen snel van grootte veranderen. Dit proces van groeien of verkorten vindt voornamelijk in het extreme plaats; Dit proces wordt zelfassemblage genoemd. Door de dynamiek van microtubules kunnen diercellen hun vorm veranderen.

Er zijn uitzonderingen. Deze polariteit is onduidelijk in de microtubules in de dendrieten, in de neuronen.

Microtubuli zijn niet homogeen verdeeld in alle celvormen. De locatie hangt voornamelijk af van het celtype en de staat ervan. In sommige protozoaire parasieten vormen de microtubuli bijvoorbeeld een harnas.

Evenzo, wanneer de cel zich in een grensvlak bevindt, worden deze filamenten gedispergeerd in het cytoplasma. Wanneer de cel begint te delen, beginnen microtubules zich te organiseren in de mitotische spil.

functies

cytoskelet

Het cytoskelet bestaat uit een reeks filamenten, waaronder microtubuli, intermediaire filamenten en microfilamenten. Zoals de naam al aangeeft, is het cytoskelet verantwoordelijk voor de ondersteuning van cel, motiliteit en regulatie.

Microtubules worden geassocieerd met gespecialiseerde eiwitten (MAP, voor het acroniem in het Engels, eiwitten die geassocieerd zijn met microtubules) om hun functies te vervullen.

Het cytoskelet is vooral belangrijk in dierlijke cellen, omdat ze een celwand missen.

mobiliteit

Microtubuli spelen een fundamentele rol bij motorische functies. Ze dienen als een soort aanwijzing zodat de aan de beweging gerelateerde eiwitten kunnen bewegen. Analoog zijn microtubules rijwegen en eiwitkarren.

Specifiek zijn kinesinen en dyneïne eiwitten die worden gevonden in het cytoplasma. Deze eiwitten binden zich aan de microtubuli om de bewegingen uit te voeren en maken de mobilisatie van materialen door de cellulaire ruimte mogelijk.

Ze transporteren blaasjes en verplaatsen zich over lange afstanden door microtubuli. Ze kunnen ook goederen vervoeren die niet in de blaasjes worden gevonden.

De motorproteïnen hebben een soort armen en door veranderingen in de vorm van deze moleculen kan de beweging worden uitgevoerd. Dit proces is afhankelijk van ATP.

Celdeling

Wat celdeling betreft, ze zijn onmisbaar voor de juiste en rechtvaardige verdeling van chromosomen. De microtubules worden geassembleerd en vormen de mitotische spil.

Wanneer de nucleus is verdeeld, transporteren de microtubules de chromosomen naar de nieuwe kernen en scheiden ze deze.

Cilio's en flagellen

Microtubuli houden verband met celstructuren die beweging mogelijk maken: cilia en flagellen.

Deze aanhangsels hebben de vorm van dunne zwepen en laten de cel in het midden bewegen. Microtubules bevorderen de assemblage van deze celextensies.

De cilia en flagella hebben een identieke structuur; de cilia zijn echter korter (10 tot 25 micron) en werken meestal samen. Voor de beweging is de uitgeoefende kracht evenwijdig aan het membraan. De trilharen fungeren als "roeispanen" die de cel duwen.

De flagella daarentegen is langer (50 tot 70 micron) en meestal bevat de cel een of twee. De aangebrachte kracht staat loodrecht op het membraan.

Het transversale aanzicht van deze appendices presenteert een 9 + 2 rangschikking.Deze naam verwijst naar de aanwezigheid van 9 paar gefuseerde microtubuli rond een centraal niet-samengevoegd paar.

De motorfunctie is het product van de werking van gespecialiseerde eiwitten; Dynein is daar een van. Dankzij ATP kan eiwit van vorm veranderen en beweging toestaan.

Honderden organismen gebruiken deze structuren om te bewegen. Cilia en flagella zijn aanwezig in eencellige organismen, in spermatozoa en in kleine meercellige dieren, onder anderen. Het basale lichaam is het cellulaire organel waarvan cilia en flagellen afkomstig zijn.

centrioles

De centriolen lijken erg op de basale lichamen. Deze organellen zijn kenmerkend voor eukaryote cellen, behalve voor plantencellen en bepaalde protisten.

Deze structuren hebben een tonvormige vorm. De diameter is 150 nm en de lengte is 300-500 nm. De microtubuli in de centriolen zijn georganiseerd in drie gesmolten filamenten.

De centriolen bevinden zich in een structuur genaamd centrosome. Elk centrosoom bestaat uit twee centriolen en een eiwitrijke matrix die pericentriolaire matrix wordt genoemd. In deze opstelling organiseren centriolen microtubuli.

De precieze functie van centriolen en celdeling is nog niet in detail bekend. In bepaalde experimenten zijn de centriolen verwijderd en kan de cel delen zonder groot ongemak. De centriolen zijn verantwoordelijk voor het vormen van de mitotische spil: hier komen de chromosomen samen.

planten

In planten hebben microtubuli een extra rol in de celwandopstelling, waardoor ze de cellulosevezels helpen ordenen. Ze helpen ook de verdeling en cellulaire expansie in groenten.

Klinisch belang en medicijnen

Kankercellen worden gekenmerkt door een hoge mitotische activiteit; daarom zou het vinden van medicijnen waarvan het doelwit de assemblage van microtubuli is, helpen om een ​​dergelijke groei te stoppen.

Er is een reeks medicijnen verantwoordelijk voor het destabiliseren van microtubuli. Colcemide, colchicine, vincristine en vinblastine voorkomen de polymerisatie van microtubuli.

Colchicine wordt bijvoorbeeld gebruikt om jicht te behandelen. De andere worden gebruikt bij de behandeling van kwaadaardige tumoren.

referenties

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2003). Biologie: leven op aarde. Pearson-opleiding.
2. Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologie. Ed. Panamericana Medical.
3. Eynard, A.R., Valentich, M.A., & Rovasio, R.A. (2008). Histologie en embryologie van de mens: cellulaire en moleculaire basen. Ed. Panamericana Medical.
4. Kierszenbaum, A.L. (2006). Histologie en celbiologie. Tweede editie. Elsevier Mosby.
5. Rodak, B. F. (2005). Hematologie: fundamentals en klinische toepassingen. Ed. Panamericana Medical.
6. Sadava, D., & Purves, W.H. (2009). Leven: de wetenschap van de biologie. Ed. Panamericana Medical.