Razlika med mikrotubulami in mikrofilamenti

Mikrotubule in mikrofilamenti ta dve komponenti citokeleta celice. Citokelet je tvorjen z mikrotubulami, mikrofilamenti in vmenimi filamenti. Mikrotubule natanejo polimerizacijo proteinov tubulina.

Razlika med mikrotubulami in mikrofilamenti

Vsebina:

Glavna razlika - mikrotubule vs mikrofilamenti

Mikrotubule in mikrofilamenti sta dve komponenti citoskeleta celice. Citoskelet je tvorjen z mikrotubulami, mikrofilamenti in vmesnimi filamenti. Mikrotubule nastanejo s polimerizacijo proteinov tubulina. Zagotavljajo mehansko podporo celici in prispevajo k znotrajceličnemu transportu. Mikrofilamenti nastanejo s polimerizacijo monomerov aktin proteinov. Prispevajo k gibanju celice na površini. The glavna razlika med mikrotubulami in mikrofilamenti mikrotubule so dolge, votle jeklenke, sestavljene iz tubulinskih proteinov, medtem ko so mikrofilamenti dvolančeni spiralni polimeri, sestavljeni iz aktinskih beljakovin

1. Kaj so mikrotubule
      - Struktura, funkcija, značilnosti
2. Kaj so mikrofilamenti
      - Struktura, funkcija, značilnosti
3. Kakšna je razlika med mikrotubulami in mikrofilamenti


Kaj so mikrotubule

Mikrotubule so polimeri tubulinskega proteina, ki jih najdemo povsod v citoplazmi. Mikrotubule so ena od komponent citoplazme. Nastanejo s polimerizacijo dimer alfa in beta tubulina. Polimer tubulina lahko zraste do 50 mikrometrov v zelo dinamični naravi. Zunanji premer cevi je okoli 24 nm, notranji premer pa okoli 12 nm. Mikrotubule najdemo v evkariontih in bakterijah.

Struktura mikrotubul

Eukariotske mikrotubule so dolge in votle cilindrične strukture. Notranji prostor valja se imenuje lumen. Monomer tubulinskega polimera je dimer α / β-tubulina. Ta dimer se povezuje s svojim koncem do konca, da tvorijo linearni protofilament, ki je nato lateralno povezan z tvorbo ene same mikrotubule. Običajno je v eni mikrotubuli povezanih približno trinajst protofilamentov. Tako je raven aminokislin 50% v vsakem α in β-tubulinu v polimeru. Molekulska masa polimera je okoli 50 kDa. Polimer mikrotubule nosi polarnost med dvema koncema, en konec vsebuje a-podenoto, drugi konec pa vsebuje p-podenoto. Tako sta oba konca označena kot (-) in (+) konca.


Slika 1: Struktura mikrotubule

Znotrajcelična organizacija mikrotubul

Organizacija mikrotubulov v celici se spreminja glede na tip celice. V epitelnih celicah so (-) konci organizirani vzdolž apikalne-bazalne osi. Ta organizacija olajša transport organelov, veziklov in proteinov vzdolž apikalne-bazalne osi celice. V mezenhimskih celičnih vrstah, kot so fibroblasti, se mikrotubuli sidrajo v centrosom, oddajajo njihov (+) konec na periferijo celic. Ta organizacija podpira gibanje fibroblastov. Mikrotubule skupaj s pomočnikom motornih proteinov organizirajo Golgijev aparat in endoplazmatski retikulum. Celica fibroblastov, ki vsebuje mikrotubule, je prikazana v slika 2.


Slika 2: Mikrotubule v celici fibroblastov
Mikrotubule so fluorescenčno označene v zeleni barvi in ​​aktin v rdeči barvi.

Delovanje mikrotubul

Mikrotubule prispevajo k oblikovanju citoskeleta, strukturne mreže celice. Citoskelet zagotavlja mehansko podporo, transport, gibljivost, kromosomsko segregacijo in organizacijo citoplazme. Mikrotubule so sposobne generirati sile s kontrakcijo in omogočajo celični transport skupaj z motornimi proteini. Mikrotubule in aktinski filamenti zagotavljajo notranji okvir citoskeletu in mu omogočajo, da spremeni svojo obliko med gibanjem. Komponente evkariontskega citoskeleta so prikazane v slika 3. Mikrotubule se obarvajo z zeleno barvo. Aktinski filamenti so obarvani z rdečo barvo in jedra so obarvana v modri barvi.


Slika 3: Citoskelet

Mikrotubule, ki sodelujejo pri kromosomski segregaciji med mitozo in mejozo, tvorijo vreteno aparata. Nastanejo v centromeri, ki je mikrotubulni organizacijski center (MTOC), da tvorijo vreteno. Organizirane so tudi v bazalnih telesih cilij in flagelinih notranjih struktur.

Mikrotubule omogočajo regulacijo genov s pomočjo specifične ekspresije transkripcijskih faktorjev, ki ohranjajo diferencialno izražanje genov s pomočjo dinamične narave mikrotubul.

Povezane beljakovine z mikrotubulami

Različne dinamike mikrotubulov, kot so stopnje polimerizacije, depolimerizacije in katastrofe, regulirajo proteini, povezani z mikrotubulami (MAP). Tau proteini, MAP-1, MAP-2, MAP-3, MAP-4, katanin in nemir, se obravnavajo kot MAP. Plus-end sledilne beljakovine (+ TIP), kot je CLIP170, so še en razred MAP. Mikrotubule so substrati za motorne proteine, ki so zadnji razred MAP. Dynein, ki se premakne proti (-) koncu mikrotubule in kinezinu, ki se premakne proti (+) koncu mikrotubula, sta dve vrsti motornih proteinov v celicah. Motorni proteini igrajo pomembno vlogo pri delitvi celic in trgovanju z vezikulami. Motorni proteini hidrolizirajo ATP, da bi ustvarili mehansko energijo za transport.

Kaj so mikrofilamenti

Filamenti, ki so sestavljeni iz aktinskih filamentov, so znani kot mikrofilamenti. Mikrofilamenti so sestavni del citoskeleta. Nastanejo s polimerizacijo monomerov aktin proteinov. Mikrofilament ima premer približno 7 nm in je sestavljen iz dveh verig v spiralni naravi.

Struktura mikrofilamentov

Najtanjša vlakna v citoskeletu so mikrofilamenti. Monomer, ki tvori mikrofilament, se imenuje globularna aktin podenota (G-aktin). Eno vlakno dvojne spirale se imenuje filamentozni aktin (F-aktin). Polarnost mikrofilamentov je določena z veznim vzorcem fragmentov miozina S1 v aktin filamentih. Zato se koničasto konico imenuje (-) konec, končni del pa se imenuje (+) konec. Struktura mikrofilamenta je prikazana v slika 3.


Slika 3: Mikrofilament

Organizacija mikrofilamentov

Trije monomeri G-aktina so samozadostni, da tvorijo trimer. Aktin, ki je vezan na ATP, se veže z bodečim koncem in hidrolizira ATP. Zmogljivost vezave aktina s sosednjimi podenotami se zmanjša z avtokataliziranimi dogodki, dokler se ne hidrolizira nekdanji ATP. Actin polimerizacijo katalizira actoclampins, razred molekularnih motorjev. Prikazani so mikrofilamenti aktina v kardiomiocitih, obarvani z zeleno barvo slika 4. Modra barva prikazuje jedro.


Slika 4: Mikrofilamenti v kardiomiocitih

Delovanje mikrofilamentov

Vključeni so mikrofilamenti citokineze in celica gibljivost kot amoeboidno gibanje. Na splošno igrajo vlogo v obliki celic, kontrakciji celic, mehanski stabilnosti, eksocitozi in endocitozi. Mikrofilamenti so močni in razmeroma prožni. Odporne so na razpoke zaradi nateznih sil in upogibanja s tlačnimi silami s pikonewtonom. Motiliteto celice dosežemo z raztezkom enega konca in krčenjem drugega konca. Mikrofilamenti delujejo tudi kot kontraktilni molekularni motorji, ki jih poganja actomyosin, skupaj z beljakovinami miozina II.

Povezane beljakovine z mikrofilamenti

Nastajanje aktinskih filamentov regulirajo povezane beljakovine z mikrotubulami, kot npr.

  • Aktin monomer-vezavne beljakovine (timozin beta-4 in profilin) ​​ t
  • Prečni povezovalci filamentov (fascin, fimbrin in alfa-aktinin)
  • Kompleks filamentnega nukleatorja ali aktin-povezanega proteina 2/3 (Arp2 / 3)
  • Beljakovine, ki odstranjujejo filamente (gelsolin)
  • Sledilna beljakovina na koncu filamentov (formini, N-WASP in VASP)
  • Nosilci, kot so CapG.
  • Actin depolimerizirajoče beljakovine (ADF / cofilin)

Razlika med mikrotubulami in mikrofilamenti

Struktura

Mikrotubule: Mikrotubule so spiralne rešetke.

Mikrofilamenti: Mikrofilament je dvojna vijačnica.

Premer

Mikrotubule:Mikrotubule imajo premer 7 nm.

Mikrofilamenti:Mikrofilament je premera 20-25 nm.

Sestava

Mikrotubule: Mikrotubule so sestavljene iz alfa in beta podenot proteinskega tubulina.

Mikrofilamenti: Mikrofilamenti so pretežno sestavljeni iz kontraktilnih beljakovin, imenovanih aktin.

Trdnost

Mikrotubule: Mikrotubule so trdne in se upirajo upogibnim silam.

Mikrofilamenti: Mikrofilamenti so prožni in razmeroma močni. Odporne so na upogibanje zaradi tlačnih sil in zlomov vlaken zaradi nateznih sil.

Funkcija

Mikrotubule: Mikrotubule pomagajo celičnim funkcijam, kot so mitoza in različne funkcije prenosa celic.

Mikrofilamenti: Mikrofilamenti pomagajo celicam pri premikanju.

Povezane beljakovine

Mikrotubule: MAP, + TIP in motorni proteini so povezani proteini, ki uravnavajo dinamiko mikrotubulov.

Mikrofilamenti: V regulacijo dinamike mikrofilamentov sodelujejo proteini, ki vežejo aktin monomer, prekrižni povezovalci filamentov, kompleksni proteinski aktini 2/3 (Arp2 / 3) in proteini, ki ločujejo filament.

Zaključek

Mikrotubule in mikrofilamenti sta dve komponenti v citoskeletu. Glavna razlika med mikrotubulami in mikrofilamenti je v njihovi strukturi in funkciji. Mikrotubule imajo dolgo, votlo cilindrično strukturo. Nastanejo s polimerizacijo tubulinskih proteinov. Glavna vloga mikrotubulov je zagotoviti mehansko podporo celici, vključiti kromosomsko segregacijo in vzdrževati transport komponent znotraj celice. Po drugi strani pa so mikrofilamenti spiralne strukture, močnejše in prožnejše kot mikrotubule. Vključeni so v gibanje celice na površini.Mikrotubule in mikrofilamenti so dinamične strukture. Njihovo dinamično naravo regulirajo povezane beljakovine s polimeri.

Sklic:
1. »Mikrotubule«. Wikipedija. Fundacija Wikimedia, 14. marec 2017. Splet. 14. marec 2017.
2. »Mikrofilament«. Wikipedija. Fundacija Wikimedia, 8. marec 2017. Splet. 14. marec 2017.

Vljudnost slike:
1. “Struktura mikrotubul” Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com) - Lastno delo (upodobljeno z Maxon Cinema 4D)