Kinezīns ir noteiktu motoru komplekss proteīni eikariotu šūnās. Kopā ar citu motoru proteīni piemēram, dyneīns vai miozīns un citi strukturālie proteīni, tas ir iesaistīts citoskeleta montāžā. Tas kalpo makromolekulu, pūslīšu un šūnu organoīdu transportēšanai no citoplazmas vai kodola uz šūnu membrānām.
Kas ir kinezīns?
Kinezīni ir motoru grupa proteīni ar līdzīgām īpašībām un funkcijām. Tie sastāv no divām smagām un divām vieglām olbaltumvielu ķēdēm. Uz smagajām olbaltumvielu ķēdēm ir vadītājs reģionā kakls, un molekulas astes daļa. Vieglās olbaltumvielu ķēdes piestiprinās astes daļai. Kinezīns kalpo šūnu organellu, pūslīšu un biomolekulu transportēšanai gar mikrotubuliem. Mikrocaurules ir sliežu sistēma, kas izgatavota no olbaltumvielu tubulīna, kas vienmēr aug no kodola virzienā uz šūnu membrānu. Augošo mikrotubulu galu sauc par plus galu. Tādējādi kinezīns transportē bioķīmiskos un šūnu organoīdus tikai plus gala virzienā (anterograde transports). Pārvadājumus mīnus gala virzienā (retrogrādais transports) rosina citu motorisko olbaltumvielu komplekss - dyneīns. Kinezīns pastāv kā dimērs. Olbaltumvielu kvartāra struktūrā divas smagās un divas vieglās ķēdes veido olbaltumvielu kompleksu, kuram nav atsevišķu olbaltumvielu ķēžu kovalentas saites. Tādējādi kinezīnam ir divi motora domēni (vadītājs domēni), kas ir atbildīgi par kustību gar mikrotubuliem.
Funkcija, darbība un lomas
Kinezīna galvenā funkcija ir šūnu sastāvdaļu un molekulas no šūnas iekšpuses uz šūnu membrānām. Tas ietver noārdītu šūnu komponentu noņemšanu no šūnas, atnešanu fermenti sekrēcijai, sekrēcijai hormoni, novedot membrānas olbaltumvielas no sintēzes vietas uz membrānu un daudz ko citu. Signalizējošās vielas saziņai starp šūnām tiek transportētas arī uz ārpusšūnu zonu. Piemēram, neironos neirotransmiteri tiek pārvadāti pūslīšos no šūnas kodola uz aksoniem un sinapses. No turienes neirotransmiterus izmanto signālu pārraidīšanai uz citām nervu šūnām. Pūslīši, šūnu organoīdi vai biomolekulas saistās ar kinezīniem, savienojot olbaltumvielas. Ar divu motoru domēnu (galvu) palīdzību kinezīna komplekss iet gar mikrotubulu. Šajā procesā viena iesiešana vadītājs tiek atkārtoti izdalīts enerģijas pārneses ceļā, šķeļot ATP uz ADP, savukārt sākotnēji tiek saglabāta otras kinezīna galvas saistīšanās. Tomēr atdalītais galvas reģions nekavējoties atkal saistās ar citu mikrocaurules saistīšanas vietu plus gala virzienā, bet tajā pašā laikā otrs galvas domēns atdalās zem ATP šķelšanās. ATP šķelšana ADP kinezīna saistīšanās vietā uz mikrotubulīšiem izraisa visa kinezīna kompleksa konformācijas izmaiņas, kas izraisa tā kustību. Šo procesu atkārto, līdz kinezīna komplekss sasniedz šūnu membrānu. Galamērķī šūnu organoīdi vai molekulas jāpārvadā no kinezīnu kompleksa.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Kinezīns ir atrodams visās eikariotu šūnās. Starp tiem ir dažādi kinezīna proteīni. Tomēr šis olbaltumvielu komplekss ir maz mainījies eikariotu organismu filoģenēzē funkcionāli svarīgā galvas reģionā. Tās funkcija ir vienādi vienšūnu eikariotos, piemēram, amēbās, kā dzīvnieku un augu valstību daudzšūnu organismos. Kinezīns transportē šūnu organoīdus un molekulas virzienā uz šūnu membrānu. Kinezīna un mikrotubulu mijiedarbība ir arī universāla parādība. Olbaltumvielu kompleksa astes daļā notiek nelielas ģenētiskas izmaiņas. Šis reģions reaģē uz mainīgajiem komponentiem, kuri jāpārvadā un iepriekš dabiski saistīti ar kinezīnu. Kinezīni nav saistīti ar dyneīniem, kas organizē molekulu un molekulāro kompleksu transportēšanu no šūnas membrānas uz kodolu. Tomēr tie ir saistīti ar miozīnu, kas ar aktīna palīdzību ir līdzīgs kustību modeļa dēļ atbildīgs par muskuļu kustību un, šūnā, par maziem šūnu organellu transporta ceļiem.
Slimības un traucējumi
Saistībā ar mutācijām kinezīna kompleksā var rasties intracelulārā transporta traucējumi. Šajos traucējumos ir neiroloģisku traucējumu komplekss, kas pazīstams kā iedzimtas spastiskas paraplējas (HSP). Šim traucējumam ir vairāk nekā 50 dažādu veidu, kas visi ir ģenētiski. Konkrētāk, tika pētīta spastiska mugurkaula paralīze SPG 10. Šajā slimībā mutācijas rezultātā rodas nepilnīga kinezīna kompleksa, ko sauc par KIF5A, ražošana. Dažas aktīvās vielas un šūnu organoīdi tiek nepareizi transportēti un vairs nesasniedz darbības vietu. Tās ir īpaši aktīvās vielas, kas nepieciešamas neironu aksonos. Atbilstošie neironi deģenerējas un vairs nevar pareizi pārraidīt kustību impulsus. Šis traucējums ietekmē kāja motora funkcija. Tā rezultātā palielinās kāju spastiskā paralīze. Slimības progresēšanas stadijā skartais pacients ir atkarīgs no ratiņkrēsla. Tomēr spastiskās paraplēģijas ir vairāku traucējumu grupa ar līdzīgiem simptomiem. To pamatā ir dažādas mutācijas. Tādējādi 48 dažādi gēns PA loki ir zināmi. Papildus kāja kustības funkcija, atkarībā no slimības var rasties arī citi neiroloģiski simptomi. Ir aizdomas, ka arī citas neirodeģeneratīvas slimības izraisa transporta traucējumi šūnā. Tomēr ir nepieciešami turpmāki pētījumi, lai izpētītu precīzas attiecības. Līdz šim ir arvien vairāk pierādījumu tam, ka it īpaši nervu šūnas tiek ietekmētas, ja tiek traucēta kinezīna darbība. Cik lielā mērā tiek ietekmētas citas ķermeņa šūnas, vēl nav pietiekami zināms.
