Δομή μικροσωληνίσκων, λειτουργίες και κλινική σημασία



Το μικροσωληνίσκοι είναι κυτταρικές δομές με τη μορφή κυλίνδρων που εκτελούν θεμελιώδεις λειτουργίες που σχετίζονται με υποστήριξη, κυτταρική κινητικότητα και κυτταρική διαίρεση, μεταξύ άλλων. Αυτά τα νημάτια υπάρχουν μέσα στα ευκαρυωτικά κύτταρα.

Είναι κοίλες και η εσωτερική τους διάμετρος είναι της τάξης των 25 nm, ενώ η εξωτερική διάμετρος είναι 25 nm. Το μήκος κυμαίνεται μεταξύ 200 nm και 25 μm. Είναι αρκετά δυναμικές δομές, με καθορισμένη πολικότητα, ικανές να αναπτυχθούν και να συντομευθούν.

Ευρετήριο

  • 1 Δομή και σύνθεση
  • 2 Λειτουργίες
    • 2.1 Κυτταροσκελετός
    • 2.2 Κινητικότητα
    • 2.3 Κυτταρική διαίρεση
    • 2.4 Πυρήνας και μαστίγια
    • 2.5 Centriolos
    • 2.6 Φυτά
  • 3 Κλινική σημασία και φάρμακα
  • 4 Αναφορές

Δομή και σύνθεση

Οι μικροσωληνίσκοι αποτελούνται από μόρια πρωτεϊνικής φύσης. Αυτά σχηματίζονται από μια πρωτεΐνη που ονομάζεται τουμπουλίνη.

Η ταμπουλίνη είναι διμερές, τα δύο συστατικά της είναι α-τουμπουλίνη και β-τουμπουλίνη. Ο κοίλος κύλινδρος αποτελείται από δεκατρείς αλυσίδες αυτού του διμερούς.

Τα άκρα ενός μικροσωληνίσκου δεν είναι τα ίδια. Δηλαδή, υπάρχει μια πολικότητα των νηματίων. Το ένα άκρο είναι γνωστό ως συν (+) και το άλλο μείον (-).

Ο μικροσωληνίσκος δεν είναι μια στατική δομή, τα νημάτια μπορούν να αλλάξουν μέγεθος γρήγορα. Αυτή η διαδικασία ανάπτυξης ή συντόμευσης λαμβάνει χώρα κυρίως στο άκρο. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται αυτοσυναρμολόγηση. Ο δυναμισμός των μικροσωληναρίων επιτρέπει στα ζωικά κύτταρα να αλλάξουν το σχήμα τους.

Υπάρχουν εξαιρέσεις. Αυτή η πολικότητα είναι αδιαμφισβήτητη στους μικροσωληνίσκους εντός των δενδριτών, στους νευρώνες.

Οι μικροσωληνίσκοι δεν κατανέμονται ομοιογενώς σε όλες τις κυτταρικές μορφές. Η θέση του εξαρτάται κυρίως από τον τύπο του κυττάρου και την κατάσταση του. Για παράδειγμα, σε μερικά πρωτόζωα παράσιτα, οι μικροσωληνίσκοι σχηματίζουν μια πανοπλία.

Ομοίως, όταν το κύτταρο βρίσκεται σε μια διεπαφή, αυτά τα νημάτια διασκορπίζονται στο κυτταρόπλασμα. Όταν το κύτταρο αρχίζει να διαιρείται, οι μικροσωληνίσκοι αρχίζουν να οργανώνονται στον μιτωτικό άξονα.

Λειτουργίες

Κυτταροσκελετός

Ο κυτταροσκελετός αποτελείται από μια σειρά ινών, συμπεριλαμβανομένων των μικροσωληνίσκων, των ενδιάμεσων νηματίων και των μικροϊνών. Όπως υποδηλώνει το όνομα, ο κυτταροσκελετός είναι υπεύθυνος για την υποστήριξη κυττάρων, κινητικότητας και ρύθμισης.

Οι μικροσωληνίσκοι συνδέονται με εξειδικευμένες πρωτεΐνες (MAP, για το ακρωνύμιο στα αγγλικά, πρωτεΐνες που συνδέονται με μικροσωληνάρια) για να εκπληρώσουν τις λειτουργίες τους.

Ο κυτταροσκελετός είναι ιδιαίτερα σημαντικός σε ζωικά κύτταρα, επειδή δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα.

Κινητικότητα

Οι μικροσωληνίσκοι έχουν θεμελιώδη ρόλο στις λειτουργίες του κινητήρα. Χρησιμεύουν ως ένα είδος ένδειξης ώστε οι πρωτεΐνες που σχετίζονται με την κίνηση να μπορούν να κινηθούν. Ανάλογα, οι μικροσωληνίσκοι είναι οδοί και πρωτεΐνες καροτσάκια.

Συγκεκριμένα, οι κινεσίνες και η δινεϊνη είναι πρωτεΐνες που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Αυτές οι πρωτεΐνες συνδέονται με τους μικροσωληνίσκους για να εκτελούν τις κινήσεις και επιτρέπουν την κινητοποίηση των υλικών σε όλο τον κυτταρικό χώρο.

Μεταφέρουν κυστίδια και μετακινούν μεγάλες αποστάσεις με μικροσωληνίσκους. Μπορούν επίσης να μεταφέρουν εμπορεύματα που δεν βρίσκονται στα κυστίδια.

Οι πρωτεΐνες του μοτέρ έχουν ένα είδος βραχιόνων και με αλλαγές στο σχήμα αυτών των μορίων η κίνηση μπορεί να πραγματοποιηθεί. Αυτή η διαδικασία εξαρτάται από την ATP.

Κυτταρική διαίρεση

Όσον αφορά την κυτταρική διαίρεση, είναι απαραίτητες για την σωστή και δίκαιη κατανομή των χρωμοσωμάτων. Οι μικροσωληνίσκοι συναρμολογούνται και σχηματίζουν τον μιτωτικό άξονα.

Όταν ο πυρήνας διαιρείται, οι μικροσωληνίσκοι μεταφέρουν και χωρίζουν τα χρωμοσώματα στους νέους πυρήνες.

Cilios και flagella

Οι μικροσωληνίσκοι σχετίζονται με τις κυτταρικές δομές που επιτρέπουν την κίνηση: κρόσια και μαστίγια.

Αυτά τα εξαρτήματα είναι διαμορφωμένα σαν λεπτές μαστίγες και επιτρέπουν στο κελί να μετακινείται στη μέση του. Οι μικροσωληνίσκοι προάγουν τη συναρμολόγηση αυτών των κυτταρικών επεκτάσεων.

Τα κλοιό και τα μαστίγια έχουν την ίδια δομή. Ωστόσο, τα κελύφη είναι μικρότερα (10 έως 25 μικρά) και συνήθως συνεργάζονται. Για την κίνηση, η εφαρμοζόμενη δύναμη είναι παράλληλη με τη μεμβράνη. Οι κροκίδες λειτουργούν ως "κουπιά" που ωθούν το κελί.

Αντίθετα, τα μαστίγια είναι μακρύτερα (50 έως 70 μικρά) και συνήθως το κύτταρο παρουσιάζει ένα ή δύο. Η εφαρμοζόμενη δύναμη είναι κάθετη στη μεμβράνη.

Η εγκάρσια όψη αυτών των προσαρτημάτων παρουσιάζει μια διάταξη 9 + 2. Αυτή η ονοματολογία αναφέρεται στην παρουσία 9 ζευγών συντηγμένων μικροσωληναριών που περιβάλλουν ένα κεντρικό μη συγχωνευμένο ζεύγος.

Η λειτουργία κινητήρα είναι προϊόν της δράσης εξειδικευμένων πρωτεϊνών. Το Dynein είναι ένα από αυτά. Χάρη στο ATP, η πρωτεΐνη μπορεί να αλλάξει το σχήμα της και να επιτρέψει την κίνηση.

Εκατοντάδες οργανισμοί χρησιμοποιούν αυτές τις δομές για να κινηθούν. Τα σπυράκια και τα μαστίγια υπάρχουν σε μονοκύτταρους οργανισμούς, σε σπερματοζωάρια και σε μικρά πολύκυκλα ζώα, μεταξύ άλλων. Το βασικό σώμα είναι το κυτταρικό οργανίδιο από το οποίο προέρχονται τα κρόσια και τα μαστίγια.

Centriolos

Τα centrioles είναι εξαιρετικά παρόμοια με τα βασικά σώματα. Αυτά τα οργανίδια είναι χαρακτηριστικά των ευκαρυωτικών κυττάρων, εκτός από τα φυτικά κύτταρα και ορισμένους protists.

Αυτές οι δομές έχουν σχήμα βαρελιού. Η διάμετρος του είναι 150 nm και το μήκος είναι 300-500 nm. Οι μικροσωληνίσκοι στα centrioles οργανώνονται σε τρία συνεστραμμένα νήματα.

Τα centrioles βρίσκονται σε μια δομή που ονομάζεται centrosome. Κάθε centrosome αποτελείται από δύο centrioles και μια πλούσια σε πρωτεΐνη μήτρα που ονομάζεται pericentriolar μήτρα. Σε αυτή τη διάταξη, τα κεντρόλια οργανώνουν μικροσωληνίσκους.

Η ακριβής λειτουργία των centrioles και της κυτταρικής διαίρεσης δεν είναι ακόμη γνωστή λεπτομερώς. Σε ορισμένα πειράματα, τα centrioles έχουν αφαιρεθεί και το εν λόγω κύτταρο είναι ικανό να διαιρείται χωρίς σοβαρή ταλαιπωρία. Τα κεντρώλια είναι υπεύθυνα για το σχηματισμό της μιτωτικής ατράκτου: εδώ τα χρωμοσώματα έρχονται μαζί.

Φυτά

Στα φυτά, οι μικροσωληνίσκοι έχουν έναν επιπλέον ρόλο στη διαμόρφωση του κυτταρικού τοιχώματος, συμβάλλοντας στην οργάνωση των ινών κυτταρίνης. Επίσης, βοηθούν τη διαίρεση και την κυτταρική επέκταση στα λαχανικά.

Κλινική σημασία και φάρμακα

Τα καρκινικά κύτταρα χαρακτηρίζονται από υψηλή μιτωτική δραστηριότητα. Ως εκ τούτου, η εύρεση φαρμάκων, στόχος των οποίων είναι η συναρμολόγηση μικροσωληναρίων, θα βοηθούσε να σταματήσει αυτή η ανάπτυξη.

Υπάρχει μια σειρά φαρμάκων που είναι υπεύθυνα για την αποσταθεροποίηση των μικροσωληναρίων. Το κολσεμίδιο, η κολχικίνη, η βινκριστίνη και η βινμπλαστίνη εμποδίζουν τον πολυμερισμό μικροσωληνίσκων.

Για παράδειγμα, η κολχικίνη χρησιμοποιείται για τη θεραπεία της ουρικής αρθρίτιδας. Οι άλλοι χρησιμοποιούνται στη θεραπεία κακοήθων όγκων.

Αναφορές

  1. Audesirk, Τ., Audesirk, G., & Byers, Β. Ε (2003). Βιολογία: η ζωή στη γη. Εκπαίδευση Pearson.
  2. Campbell, Ν.Α., & Reece, J. Β. (2007). Βιολογία. Ed. Panamericana Medical.
  3. Eynard, Α.Ρ., Valentich, Μ.Α., & Rovasio, R.A. (2008). Ιστολογία και εμβρυολογία του ανθρώπινου όντος: κυτταρικές και μοριακές βάσεις. Ed. Panamericana Medical.
  4. Kierszenbaum, Α. L. (2006). Ιστολογία και κυτταρική βιολογία. Δεύτερη έκδοση. Elsevier Mosby.
  5. Rodak, Β. F. (2005). Αιματολογία: Βασικές αρχές και κλινικές εφαρμογές. Ed. Panamericana Medical.
  6. Sadava, D., & Purves, W. Η. (2009). Ζωή: Η επιστήμη της βιολογίας. Ed. Panamericana Medical.