TUBULIN: ALFA VE BETA, FONKSIYONLAR - BIYOLOJI - 2025

Tübülin alfa ve beta tubulin: iki küresel polipeptitten oluşan bir dimerik proteindir. Aktin mikrofilamentleri ve ara filamentlerle birlikte hücre iskeletini oluşturan mikrotübüllere yol açacak şekilde tüp şeklinde düzenlenmiştir.

Mikrotübüller, diğerlerinin yanı sıra sperm kamçıları, siliyer organizmaların uzantıları, trakea kirpikleri ve fallop tüpleri gibi farklı temel biyolojik yapılarda bulunur.

Ek olarak, tubulinin oluşturduğu yapılar, hücre içindeki malzemeler ve organeller için taşıma yolları olarak işlev görür - tren raylarına benzer. Maddelerin ve yapıların yer değiştirmesi, kinesin ve dynein adı verilen mikrotübüllerle ilişkili motor proteinler sayesinde mümkündür.

Genel özellikleri

Tubulin alt birimleri 55.000 dalton heterodimerlerdir ve mikrotübüllerin yapı taşlarıdır. Tubulin, tüm ökaryotik organizmalarda bulunur ve evrim sürecinde yüksek oranda korunmuştur.

Dimer, alfa ve beta tübülin adı verilen iki polipeptitten oluşur. Bunlar, içi boş bir tüp şeklinde paralel olarak düzenlenmiş on üç protofilamandan oluşan mikrotübüller oluşturmak üzere polimerize olurlar.

Mikrotübüllerin en ilgili özelliklerinden biri yapının polaritesidir. Başka bir deyişle, mikrotübülün iki ucu aynı değildir: bir uca hızlı büyüyen veya "daha fazla" uç adı verilir ve diğeri yavaş büyüyen veya "daha az" uçtur.

Polarite, mikrotübül boyunca hareketin yönünü belirlediği için önemlidir. Tubulin dimer, hızlı montaj döngülerinde polimerize ve depolarize olabilir. Bu fenomen, aktin filamentlerinde de meydana gelir.

Üçüncü bir alt birim türü vardır: gama tübülindir. Bu, mikrotübüllerin bir parçası değildir ve sentrozomlarda bulunur; ancak, mikrotübüllerin çekirdeklenmesi ve oluşumuna katılır.

Alfa ve beta tübülin

Alfa ve beta alt birimleri, karmaşık bir heterodimer oluşturmak için güçlü bir şekilde birleşir. Aslında kompleksin etkileşimi o kadar yoğundur ki normal koşullar altında ayrışmaz.

Bu proteinler, çoğunlukla asidik olan 550 amino asitten oluşur. Alfa ve beta tübülinler oldukça benzer olmalarına rağmen farklı genler tarafından kodlanırlar.

Bir asetil grubuna sahip amino asit kalıntıları, alfa tübülinde bulunarak hücre flagellasında farklı özellikler verir.

Tübülinin her alt birimi iki molekülle birleşir: alfa tübülinde, GTP geri dönüşümsüz olarak bağlanır ve bileşiğin hidrolizi meydana gelmezken, beta tübülindeki ikinci bağlanma bölgesi GTP'yi tersine çevrilebilir şekilde bağlar ve hidrolize eder. .

GTP hidrolizi, tübülin ilavesinin hızına ve GTP hidrolizinin hızına bağlı olarak, mikrotübüllerin büyüme ve düşüş döngülerine girdiği "dinamik kararsızlık" olarak adlandırılan bir fenomenle sonuçlanır.

Bu fenomen, yapının yarı ömrünün sadece birkaç dakika olduğu yüksek bir mikrotübül devir hızı ile sonuçlanır.

Özellikleri

Hücre iskeleti

Tübülinin alfa ve beta alt birimleri, hücre iskeletinin bir parçası olan mikrotübüller oluşturmak üzere polimerize olur.

Mikrotübüllere ek olarak, hücre iskeleti iki ek yapısal elemandan oluşur: yaklaşık 7 nm'lik aktin mikrofilamentleri ve 10 ila 15 nm çapında ara filamentler.

Hücre iskeleti, hücrenin çerçevesidir, hücre şeklini destekler ve korur. Bununla birlikte, zar ve hücre altı bölmeler statik değildir ve endositoz, fagositoz ve materyallerin salgılanması olaylarını gerçekleştirebilmek için sürekli hareket halindedir.

Hücre iskeletinin yapısı, hücrenin yukarıda belirtilen tüm fonksiyonları yerine getirmesine izin verir.

Hücre organelleri, plazma zarı ve diğer hücresel bileşenlerin hücre bölünmesine katılmanın yanı sıra normal işlevlerini yerine getirmeleri için ideal ortamdır.

Ayrıca amip hareketi gibi hücresel hareket olaylarına ve kirpikler ve kamçı gibi hareket için özel yapılara katkıda bulunurlar. Son olarak kasların hareketinden sorumludur.

Mitoz

Dinamik kararsızlık sayesinde, hücre bölünmesi işlemleri sırasında mikrotübüller tamamen yeniden düzenlenebilir. Fazlar arası sırasında mikrotübül dizisi demonte edilebilir ve tübülin alt birimleri serbesttir.

Tubulin kendini yeniden bir araya getirebilir ve kromozomların ayrılmasında rol oynayan mitotik mile yol açabilir.

Kolşisin, taksol ve vinblastin gibi hücre bölünmesi süreçlerini bozan bazı ilaçlar vardır. Doğrudan tübülin molekülleri üzerinde etki ederek mikrotübül montajını ve ayrışma fenomenini etkiler.

Centrosome

Hayvan hücrelerinde, mikrotübüller, bir çift merkezden (her biri dikey olarak yönlendirilmiş) oluşan ve pericentriolar matris adı verilen amorf bir maddeyle çevrili, çekirdeğe yakın bir yapı olan sentrozoma uzanır.

Centrioles, hücre kirpikleri ve kamçıya benzer bir organizasyonda dokuz mikro tüp üçlüsünden oluşan silindirik gövdelerdir.

Hücre bölünmesi sürecinde, mikrotübüller sentrozomlardan uzanır ve böylece kromozomların yeni yavru hücrelere doğru dağılımından sorumlu olan mitotik mili oluşturur.

Santrioller, bazı kemirgenlerin ovüllerinde olduğu gibi bitki hücrelerinde veya bazı ökaryotik hücrelerde bulunmadığından, hücreler içinde mikrotübüllerin toplanması için gerekli değildir.

Pericentriolar matrikste, gama tübülin yardımıyla çekirdeklenmenin meydana geldiği mikrotübüllerin montajı için başlama meydana gelir.

Evrimsel bakış açısı

Üç tür tubulin (alfa, beta ve gama), farklı genler tarafından kodlanır ve prokaryotlarda bulunan ve FtsZ adı verilen 40.000 dalton proteini kodlayan bir gene benzerdir. Bakteriyel protein fonksiyonel ve yapısal olarak tübüline benzer.

Proteinin bakterilerde atadan kalma bir işlevi olması ve evrimsel süreçler sırasında değişmesi ve ökaryotlarda gerçekleştirdiği işlevlere sahip bir proteinde sonuçlanması muhtemeldir.

Referanslar

1. Cardinali, DP (2007). Uygulamalı sinirbilim: temelleri. Panamerican Medical Ed.
2. Cooper, GM (2000). Hücre: Moleküler Bir Yaklaşım. 2. Baskı. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
3. Curtis, H. ve Schnek, A. (2006). Biyolojiye Davet. Panamerican Medical Ed.
4. Frixione, E. ve Meza, I. (2017). Yaşayan Makineler: Hücreler Nasıl Hareket Eder? . Ekonomik Kültür Fonu.
5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, vd. (2000). Moleküler Hücre Biyolojisi. 4. baskı. New York: WH Freeman.