MIKROTUBULY: ŠTRUKTÚRA, FUNKCIE A KLINICKÝ VÝZNAM - BIOLÓGIE - 2026

Tieto mikrotubuly sú tvarované bunkové štruktúry, ktoré hrajú podporné valce kľúče - súvisiace funkcie, pohyblivosť buniek a delenie buniek, okrem iného. Tieto vlákna sú prítomné vo vnútri eukaryotických buniek.

Sú duté a ich vnútorný priemer je rádovo 25 nm, zatiaľ čo vonkajší priemer je 25 nm. Dĺžka sa pohybuje medzi 200 nm a 25 um. Sú to dosť dynamické štruktúry s definovanou polaritou, schopné rastu a skracovania.

Štruktúra a zloženie

Mikrotubuly sú tvorené proteínovými molekulami. Vyrábajú sa z proteínu nazývaného tubulín.

Tubulín je dimér, jeho dvoma zložkami sú a-tubulín a p-tubulín. Dutý valec sa skladá z trinástich reťazí tohto diméru.

Konce mikrotubúl nie sú rovnaké. To znamená, že vlákna majú polaritu. Jeden extrém je známy ako plus (+) a druhý ako mínus (-).

Mikrotubula nie je statická štruktúra, vlákna sa môžu rýchlo meniť. Tento proces pestovania alebo skracovania prebieha hlavne v extrémnych podmienkach; Tento proces sa nazýva sebazostavenie. Dynamika mikrotubulov umožňuje živočíšnym bunkám meniť ich tvar.

Existujú výnimky. Táto polarita nie je jednoznačná v mikrotubulách vo vnútri dendritov, v neurónoch.

Mikrotubuly nie sú homogénne distribuované vo všetkých bunkových formách. Jeho umiestnenie závisí hlavne od typu bunky a jej stavu. Napríklad v niektorých protozoálnych parazitoch tvoria mikrotubuly brnenie.

Podobne, keď je bunka na rozhraní, sú tieto vlákna dispergované v cytoplazme. Keď sa bunka začne deliť, mikrotubuly sa začnú organizovať na mitotickom vretene.

Vlastnosti

cytoskelet

Cytoskelet je tvorený radom filamentov, vrátane mikrotubulov, medzilahlých filamentov a mikrofilamentov. Ako už názov napovedá, cytoskelet má na starosti podporu bunky, pohyblivosť a reguláciu.

Mikrotubuly sa asociujú so špecializovanými proteínmi (MAP), aby plnili svoje funkcie.

Cytoskelet je zvlášť dôležitý v živočíšnych bunkách, pretože im chýba bunková stena.

pohyblivosť

Mikrotubuly hrajú v motorických funkciách zásadnú úlohu. Slúžia ako náznak pohybu pohybových proteínov. Podobne mikrotubuly sú cesty a proteíny sú automobily.

Konkrétne sú kinezíny a dyneín proteíny nachádzajúce sa v cytoplazme. Tieto proteíny sa viažu na mikrotubuly, aby vykonávali pohyby a umožňujú mobilizáciu materiálov v bunkovom priestore.

Nesú vezikuly a cestujú na veľké vzdialenosti cez mikrotubuly. Môžu tiež prepravovať tovar, ktorý nie je vo vezikulách.

Motorické proteíny majú určitý druh ramien a prostredníctvom zmien tvaru týchto molekúl je možné vykonávať pohyb. Tento proces závisí od ATP.

Bunkové delenie

Pokiaľ ide o bunkové delenie, sú nevyhnutné na správne a spravodlivé rozdelenie chromozómov. Mikrotubuly sa zostavujú a tvoria mitotické vreteno.

Keď sa jadro delí, mikrotubuly prenášajú a separujú chromozómy na nové jadrá.

Cilia a bičíky

Mikrotubuly súvisia s bunkovými štruktúrami, ktoré umožňujú pohyb: ciliá a bičíky.

Tieto dodatky sú tvarované ako tenké biče a umožňujú bunke pohybovať sa vo svojom prostredí. Mikrotubuly podporujú zostavenie týchto bunkových rozšírení.

Cilia a bičíky majú rovnakú štruktúru; avšak cília je kratšia (10 až 25 mikrónov) a má tendenciu spolupracovať. Pri pohybe je pôsobiaca sila rovnobežná s membránou. Cília sa chová ako „pádla“, ktoré tlačia do bunky.

Naproti tomu bičíky sú dlhšie (50 až 70 mikrónov) a bunka má obvykle jeden alebo dva. Aplikovaná sila je kolmá na membránu.

Prierez týchto príloh predstavuje usporiadanie 9 + 2. Táto nomenklatúra sa týka prítomnosti 9 párov fúzovaných mikrotubúl, ktoré obklopujú centrálny, neuzavretý pár.

Motorická funkcia je výsledkom pôsobenia špecializovaných proteínov; dyneín je jedným z nich. Vďaka ATP môže proteín zmeniť svoj tvar a umožniť pohyb.

Stovky organizmov používajú tieto štruktúry na obídenie. Cília a bičíky sú prítomné okrem iného v jednobunkových organizmoch, v spermatozo av malých viacbunkových zvieratách. Základným telom je bunková organela, z ktorej pochádza cília a bičíky.

Centrioles

Centrály sú veľmi podobné základným telesám. Tieto organely sú charakteristické pre eukaryotické bunky, s výnimkou rastlinných buniek a určitých protistov.

Tieto štruktúry majú tvar valca. Jeho priemer je 150 nm a jeho dĺžka je 300 - 500 nm. Mikrotubuly v centioloch sú usporiadané do troch fúzovaných vlákien.

Centioly sú umiestnené v štruktúre nazývanej centrosóm. Každý centrosóm sa skladá z dvoch centiolov a bielkoviny bohatej na bielkoviny nazývanej pericentriolárna matrica. V tomto usporiadaní centrioly organizujú mikrotubuly.

Presná funkcia delenia centiolov a buniek nie je zatiaľ podrobne známa. V niektorých experimentoch boli centrioly odstránené a uvedená bunka je schopná sa deliť bez väčších ťažkostí. Centioly sú zodpovedné za tvorbu mitotického vretena: tu sú spojené chromozómy.

rastliny

V rastlinách zohrávajú mikrotubuly ďalšiu úlohu v usporiadaní bunkových stien, čo pomáha organizovať celulózové vlákna. Pomáhajú tiež deleniu buniek a rozširovaniu rastlín.

Klinický význam a lieky

Rakovinové bunky sa vyznačujú vysokou mitotickou aktivitou; hľadanie liekov, ktoré sa zameriavajú na zostavenie mikrotubúl, by tak pomohlo zastaviť takýto rast.

Za destabilizáciu mikrotubúl existuje množstvo liekov. Kolcemid, kolchicín, vinkristín a vinblastín bránia polymerizácii mikrotubúl.

Napríklad kolchicín sa používa na liečbu dny. Ostatné sa používajú na liečenie zhubných nádorov.

Referencie

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biológia: život na Zemi. Pearsonovo vzdelávanie.
2. Campbell, NA, a Reece, JB (2007). Biológia. Panamerican Medical Ed.
3. Eynard, AR, Valentich, MA a Rovasio, RA (2008). Histológia a embryológia človeka: bunkové a molekulárne základy. Panamerican Medical Ed.
4. Kierszenbaum, AL (2006). Histológia a bunková biológia. Druhé vydanie. Elsevier Mosby.
5. Rodak, BF (2005). Hematológia: základy a klinické aplikácie. Panamerican Medical Ed.
6. Sadava, D., a Purves, WH (2009). Život: Biológia. Panamerican Medical Ed.