Mikrotubulus Dinamika

Mikrotubulus Dinamika

• A mikrotubulusok dinamikus szerkezetek, amelyek folyamatosan változó hosszúságúak.
• A rövidülés és a megnyúlás a tubulin heterodimereknek a cső végeire való asszociációjával és disszociációjával valósul meg.
• A polimerizáció mindkét végen történhet, a plusz végén gyorsabb, a mínusz végén lassabb.
• A heterodimerek szabad koncentrációja befolyásolja a polimerizációt.
• Kritikus koncentráció esetén a ráépülés és a leválás kiegyenlíti egymást.
• A mikrotubulusok fő jellemzője a dinamikus instabilitás.
• Az egyik vég gyorsan lebontódik, míg a másik felépülhet.
• A mikrotubulusok gyorsan szétszerelődnek és a sejt másik részén összeszerelődnek.
• Az összes mikrotubulus mennyisége a sejten belül időben nem változik, de az egyes mikrotubulusok végei hol növekedési fázisban, hol rövidülésben vannak.
• A sejt MT-apparátusa folyamatosan átalakul, a sejt energiát használ fel a rendszer állandó átalakításához.

Mikrotubulus Mérgek

• A mikrotubulus mérgek a polimerizációt vagy a depolimerizációt gátolják.
• Polimerizáció gátlása:
  • A mérgek a tubulin alegységeket kötik meg, megakadályozva a polimerizációt.
  • Colchicin:
    • Anti-mitótikus szer.
    • Kiválóan alkalmas köszvényes rohamok kezelésére, gátolja a neutrofil granulociták vándorlását.
    • Használják humángenetikában kariogrammok készítéséhez, a kromoszómák metafázisban való leállítására.
  • Vinblastin, Vincristin:
    • Citosztatikumok, a rákos daganatok kezelésére használják.
• Depolimerizáció gátlása:
  • Taxol:
    • Megköti és stabilizálja a MT-t, túlzott polimerizációt okoz.
    • Megakadályozza az osztódási orsó szétesését, leállítja a mitózist (anti-mitótikus szer).
    • Az emlőrák kemoterápiájában alkalmazzák.

Mikrotubulus Asszociált Fehérjék (MAP-ok)

• A MAP-ok különböző funkciókat látnak el a mikrotubulus rendszerben.
• Strukturális MAP-ok:
  • A mikrotubulushoz kapcsolódnak és kilógnak azok felületéből.
  • Tau:
    • A mikrotubulus oldalához kapcsolódik és keresztbeköti a mikrotubulusokat.
  • MAP2:
    • Hasonló a tauhoz, de nagyobb távolságra nyúlik a mikrotubulusok között.
  • Catastrophin:
    • Destabilizálja a mikrotubulusokat.
• A MAP-ok nagy mennyiségben fordulnak elő az idegszövetben.
  • A dendritekben elsősorban a MAP-2, az axonban pedig a tau fehérje található.
  • A tau fehérje az idegszövetben lévő mikrotubulusokat stabilizálja és kötegekbe rendezi.

Tau Fehérje és Az Alzheimer-kór

• A tau fehérje a normális idegsejtek mikrotubulus rendszerének fontos része, az axonális transzportban játszik szerepet.
• Az Alzheimer-kórban kórosan foszforilált tau izoformák halmozódnak fel a sejtben, aggregátumokat képeznek és károsítják a mikrotubulus rendszert.
• A károsodott mikrotubulusok tönkreteszik az axonális anyagtranszportot, ami az idegsejtek pusztulásához vezethet.

A Citoplazmatikus Mikrotubulusok Szerepe

• A citoplazmatikus mikrotubulusok szerepet játszanak:
  • A sejtszervecskék helyes elhelyezkedésében az eukarióta sejtekben.
  • A sejtorganellumok és vezikulák sejten belüli mozgásában.
  • A sejtorganellumok orientációjában.
  • A sejten belüli transzportban.

A Csillók és Ostorok

• A csillók és ostorok a sejtek felszínén található mozgásszervek.
• Felépítés:
  • Sejtmembrán borítja őket.
  • Az axonéma tubulinos fehérjevázból áll, amelybe dineinek és egyéb strukturális elemek épülnek be (nexinfonalak, radiális küllők).
  • A bazális test a centriólum származéka.
• Típusok:
  • Mozgékony (motilis) csillók:
    • 9x2 + 2 axonémával rendelkeznek.
    • Folyadékok és anyagok továbbítására szolgálnak a sejtek felszínén.
  • Nem mozgékony (nem motilis) csillók:
    • 9x2 + 0 axonémával rendelkeznek.
    • Kémiai, biológiai és mechanikus ingerekre érzéketlenek.
    • Jelátviteli rendszerek receptorai vagy kezdeti fehérjéi találhatók a membránjukban.
• Mozgás:
  • A dineinek „karjai” a szomszédos mikrotubulusokhoz kapcsolódnak és a csillónak görbületi mozgását eredményezik.

A Csillók és Ostorok Működési Zavara

• A csillók és ostorok működési zavarának számos következménye lehet:
  • Belső szervek elhelyezkedési és morfológiai rendellenességei.
  • Agyi fejlődési rendellenességek, például hydrocephalus.
  • Férfi sterilitás, csökkent női fertilitás.
  • Cisztás vesebetegségek.
  • Retina degeneráció, látás elvesztése.
  • Bardet-Biedl szindróma: bbs fehérjék génjeinek defektusa következtében retina degeneráció, vesemalformáció, obezitás, polydaktilia és tanulási képesség csökkenése fordulhat elő.
  • A gyomorfekélyt okozó Helicobacter pylori flagellumait használja a nyákrétegen való áttöréshez és a hámsejtek eléréséhez.