Садржај
- ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
- Главне функције микротубула у ћелији
- Шта су они: компоненте и конструкција микротубула
- Микротубули и цитоскелети ћелија
- Микротубуле и динамичка нестабилност
- Микротубули, ћелијска дивизија и митотско вретено
- Микротубуле дају структуру Цилиа и Флагеллум
- Цилиа анд Флагеллум Мовемент
- Систем ћелијског транспорта
- Две главне групе мотора микротубуле
- Студије још увек трају
Микротубуле тачно звуче: микроскопске шупље цеви које се налазе унутар еукариотских ћелија и неке ћелије прокариотских бактерија које пружају структуру и моторичке функције ћелије. Студенти биологије током студија науче да постоје само две врсте ћелија: прокариотске и еукариотске.
Прокариотске ћелије сачињавају једноцеличне организме који се налазе у доменима Архее и Бактерије у систему Линнејске таксономије, биолошком систему класификације целог живота, док еукариотске ћелије потпадају под домен Еукарије, који надгледа краљевство протеста, биљака, животиња и гљива. . Монера краљевство се односи на бактерије. Микротубули доприносе вишеструким функцијама унутар ћелије, које су све важне за ћелијски живот.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Микротубуле су ситне, шупље, цевасте структуре сличне перли које помажу ћелијама да задрже облик. Заједно са микрофиламентима и интермедијарним нитима, они формирају цитоскелет ћелије, као и учествују у разним моторичким функцијама ћелије.
Главне функције микротубула у ћелији
Микротубули као део цитоскелета ове ћелије доприносе:
Шта су они: компоненте и конструкција микротубула
Микротубуле су мале, шупље цеви или цеви са зидовима изграђеним у кругу од 13 протофиламената који се састоје од полимера тубулина и глобуларног протеина. Микротубуле подсећају на минијатурисане верзије карираних клопки са прстима. Микротубуле могу нарасти 1000 пута дуже од њихове ширине. Израђени помоћу састављања димера - једног молекула или два идентична молекула спојена алфа и бета тубулином - микротубуле постоје и у ћелијама биљака и животиња.
У биљним ћелијама микротубуле се формирају на многим местима у ћелији, али у животињским ћелијама микротубуле почињу у центросому, органели близу језгра ћелије која такође учествује у деоби ћелија. Минус крај представља прикључени крај микротубуле док је његов супротни плус крај. Микротубуле расту на плус крају полимеризацијом димелина тубулина, а микротубуле се смањују њиховим ослобађањем.
Микротубули дају структуру ћелији да јој помогне да се одупире компресији и обезбеди аутоцесту на којој се везикуле (врећасте структуре које превозе протеине и други терет) крећу кроз ћелију. Микротубули такође раздвајају реплициране хромозоме на супротне крајеве ћелије током дељења. Ове структуре могу радити самостално или у комбинацији са другим елементима ћелије и формирају сложеније структуре попут центриоле, цилија или флагела.
Са пречником од само 25 нанометара, микротубуле се често распадају и реформишу онолико брзо колико ћелија треба. Полуживот тубулина је само око један дан, али микротубула може постојати само 10 минута јер су у стању константне нестабилности. Ова врста нестабилности назива се динамичком нестабилношћу, а микротубуле се могу саставити и раставити у складу са потребама ћелија.
Микротубули и цитоскелети ћелија
Компоненте које чине цитоскелет укључују елементе направљене од три различите врсте протеина - микрофиламенти, интермедијарни филаменти и микротубуле. Најуже ове протеинске структуре укључују микрофиламенте, често повезане са миозином, стварањем протеина налик на нитима које, у комбинацији са протеином актином (дугачка танка влакна која се још називају и „танка“ влакна), помаже у контракцији мишићних ћелија и пружању крутост и облик ћелије.
Микрофиламенти, мале структуре сличне шипкама, просечног пречника од 4 до 7 нм, такође доприносе ћелијском кретању, поред рада који обављају у цитоскелету. Интермедијарни филаменти, просечног пречника 10 нм, делују попут везања осигуравајући ћелијске органеле и језгро. Такође помажу ћелији да издржи напетост.
Микротубуле и динамичка нестабилност
Микротубуле могу изгледати потпуно стабилно, али су у сталном току. У било којем тренутку, групе микротубула могу бити у процесу растварања, док су друге у процесу раста. Како микротубула расте, хетеродимери (протеин који се састоји од два полипептидна ланца) пружају капке на крају микротубуле, која се одвајају када се поново смањи за употребу. Динамичка нестабилност микротубула сматра се постојаним стањем, за разлику од праве равнотеже, јер имају унутрашњу нестабилност - крећући се и улазијући из форме.
Микротубули, ћелијска дивизија и митотско вретено
Подела ћелија није важна само за репродукцију живота, већ и за стварање нових ћелија од старих. Микротубули играју важну улогу у подели ћелија, доприносећи стварању митотичког вретена, које игра улогу у миграцији дуплираних хромозома током анафазе. Као "макромолекуларна машина", митотичко вретено раздваја реплициране хромозоме на супротне стране, стварајући две ћерке ћелије.
Поларитет микротубула, с тим да је причвршћени крај минус, а плутајући крај позитиван, чини га критичним и динамичним елементом за биполарно групирање и сврхе вретена. Два пола вретена, направљена од микротубуларних структура, помажу да се сепарирају и одвоје дуплирани хромозоми поуздано.
Микротубуле дају структуру Цилиа и Флагеллум
Микротубули такође доприносе деловима ћелије који јој помажу да се креће и структурни су елементи цилија, центриола и флагела. На пример, мушка сперматозоида има дуг реп који јој помаже да достигне жељено одредиште, женску јајовод. Назван флагеллум (множина је флагелла), тај дугачки реп сличан нитима протеже се од спољне стране плазма мембране да би покренуо кретање ћелија. Већина ћелија - у ћелијама које их имају - обично има једну до две флагеле. Када цилија постоји на ћелији, многи се шире по целој површини ћелијске спољне плазма мембране.
Цилија на ћелијама које линију женски организам Фаллопијске цеви, на пример, помажу да се јајовод пресели у његов судбоносни сусрет са ћелијом сперме на путу до материце. Флагеле и цилија еукариотских ћелија нису структурно исти као они који се налазе у прокариотским ћелијама. Изграђени са микротубулима, биолози називају распоред микротубула „низом 9 + 2“, јер се флагеллум или цилиум састоји од девет парова микротубула у прстену који у средини затвара дует са микротубулама.
За микротубулске функције потребни су тубулински протеини, места за учвршћивање и координациони центри за ензимске и друге хемијске активности унутар ћелије. Код цилија и флагела тубулин доприноси централној структури микротубула, што укључује доприносе других структура попут динеинових руку, нексинских веза и радијалних жбица. Ови елементи омогућавају комуникацију између микротубула, држећи их заједно на начин сличан начину на који се влакна актина и миозина крећу током контракције мишића.
Цилиа анд Флагеллум Мовемент
Иако се цилија и флагеллум састоје од микротубулусних структура, начини на које се крећу су изразито различити. Поједини флагеллум покреће ћелију на исти начин на који рибљи реп помиче рибу према напријед, кретањем у облику бока у страну.Пар знака може да синхронизује своје покрете како би покренуо ћелију према напријед, попут начина функционисања руку пливача приликом пливања удара груди.
Цилија, много краћа од флагеллума, прекрива спољашњу мембрану ћелије. Цитоплазма сигнализира цилијама да се координирано крећу да би покренули ћелију у правцу у којем треба да иде. Попут марширајућег бенда, њихови хармонизовани покрети корак с временом иду према истом бубњару. Појединачно, покрет цилијума или флагеллума делује попут покрета једног весла, пролазећи кроз медијум снажним ходом, да би покренуо ћелију у правцу у којем треба да иде.
Ова активност се може догодити при десетинама удара у секунди, а један мождани удар може укључивати координацију хиљада цилија. Под микроскопом можете видети како брзи цилијаси реагују на препреке у свом окружењу, брзо мењајући смер. Биолози и даље проучавају како реагују тако брзо, а тек треба да открију механизам комуникације помоћу којег унутрашњи делови ћелије говоре цилијама и флагелама како, када и где да иду.
Систем ћелијског транспорта
Микротубули служе као транспортни систем унутар ћелије за кретање митохондрија, органела и везикула кроз ћелију. Неки истраживачи помињу начин на који функционише овај процес успоређујући микротубуле сличне транспортним тракама, док други истраживачи их наводе као систем колосека којим се митохондрије, органеле и везикули крећу кроз ћелију.
Као фабрике енергије у ћелији, митохондрије су структуре или мали органи у којима се јављају дисање и производња енергије - оба биохемијска процеса. Органеле се састоје од више малих, али специјализованих структура унутар ћелије, свака са својим функцијама. Весуле су мале структуре сличне врећицама које могу садржати течност или друге супстанце попут ваздуха. Великули се формирају из плазма мембране, стиснувши се како би створили врећицу сличну сфери затвореној липидним слојем.
Две главне групе мотора микротубуле
Конструкција микротубула у облику зрнца служи као транспортна трака, стаза или аутопут за превоз везикула, органела и других елемената унутар ћелије до места на која морају да иду. Мотори микротубуле у еукариотским ћелијама укључују кинезини, који се померају на плус крај микротубуле - крај који расте - и динеинс који се крећу на супротни или минус крај где се микротубула причвршћује на плазма мембрану.
Као „моторни“ протеини, кинезини премештају органеле, митохондрије и везикуле дуж влакана микротубула помоћу снаге хидролизе енергетске валуте ћелије, аденосин трифосфата или АТП. Други моторни протеин, динин, води ове структуре у супротном смеру дуж влакна микротубула до минус краја ћелије претварајући хемијску енергију похрањену у АТП. И кинезини и дининеини су протеински мотори који се користе током ћелијске деобе.
Недавна истраживања показују да кад динин протеини прошетају до краја минус микротубула, тамо се сабирају уместо да падну. Они скоче преко распона да би се повезали у другу микротубулу да би формирали оно што неки научници називају "астре", а научници сматрају да је важан процес у формирању митотичког вретена тако што ће више микротубула претворити у једну конфигурацију.
Митотичко вретено је „молекулска“ молекуларна структура која повлачи хромозоме на супротне крајеве тачно пре него што ћелија раздвоји и формира две ћерке ћелије.
Студије још увек трају
Проучавање ћелијског живота траје од проналаска првог микроскопа у другом делу 16. века, али тек у последњих неколико деценија дошло је до напретка у ћелијској биологији. На пример, истраживачи су тек 1985. открили моторни протеин кинезин-1 употребом видео-појачаног светлосног микроскопа.
До тог тренутка, моторни протеини су постојали као класа мистериозних молекула непознатих истраживачима. Како развој технологије напредује, а студије настављају, истраживачи се надају да ће дубоко ући у ћелију како би сазнали све што би могли научити о томе како унутрашњи рад ћелије делује тако неприметно.