Mikrocaurules ir olbaltumvielu pavedieni, kuriem ir cauruļveida struktūra un kas kopā ar aktīna un starpposma pavedieniem veido eikariotu šūnu citoskeletu. Viņi stabilizē šūnu un piedalās arī transportā un kustībā šūnā.
Kas ir mikrotubulas?
Mikrociļņi ir cauruļveida polimēri, kuru olbaltumvielu struktūra ir aptuveni 24 nm diametrā. Kopā ar citiem pavedieniem tie veido citoskeletu, kas dod šūnas spēks un forma. Turklāt tiem ir arī būtiska loma šūnu kustībā, un tie ir arī nozīmīgi cilšu, karogu, centriolu un kodola vārpstu elementi. Mikrotubuliem ir arī liela nozīme vēzis terapija. Daži līdzekļi, kas ietekmē audzēja šūnu dalīšanos, jau tiek izmantoti ķīmijterapijas vai citostatiskie līdzekļi.
Anatomija un struktūra
Mikrotubulus veido alfa un beta tubulīna dimēri (heterodimēri). Heterodimēri ir mikrotubulu apakšvienības, kuras sauc arī par protofilamentiem. Protofilamenti ar dobu starpkultūru palīdzību izveido dobu ķermeni spirāles formā, vienā galā ir tikai alfa-tubulīna vienības, bet otrā galā - tikai beta-tubulīna apakšvienības. Alfa- un beta-tubulīnam ir īpašība saistīt 1 GTP molekulu. Alfa-tubulīnā GTP ir neatgriezeniski saistīts. Heterodimēri galvenokārt atrodas plus galā, tāpēc šajā virzienā aug mikrocaurule, bet mīnus gals veido stabilu pusi. Mikrocaurulītes garums ir no viena līdz vairākiem simtiem mikrometru. Mikrotuļļu izvietojums ir vai nu viens, divkāršs vai triplets. Kvēldiegi parasti rodas no mikrocaurulīšu organizēšanas centra, kurā ietilpst, piemēram, centrioli vai bazālie ķermeņi. Turklāt tiek izdalītas divas dažādas populācijas: dinamiskas, īslaicīgas mikrocaurules un stabilas, ilgi dzīvojošas mikrocaurules. Stabilas mikrocaurules veido flagellu, ciliju un centriolu sastatnes. Turklāt ilgstoši dzīvojoši mikrotubulīši ir atrodami arī neironu aksonos vai sperma šūnas. Tur tie nodrošina elastību, stabilitāti un mobilitāti. Dinamiskās mikrotubulas ir atrodamas arī tur, kur nepieciešama ātra pārveidošana. Turklāt tie nodrošina sadale of hromosomas meitas kamerās. Mikrociļņi tiek veidoti vai sadalīti pārmaiņus, to uzkrāšanās vai noārdīšanās notiek galvenokārt plus galā. Mikrocaurule aug, līdz vairs nav pietiekami daudz heterodimēru. Pēc tam sākas depolimerizācija, izraisot koncentrācija tubulīna daudzums atkal pieaugs un sāksies atjaunota izaugsme. Dažādas vielas pārtrauc depolimerizāciju vai polimerizāciju, tās lieto slimību ārstēšanai.
Funkcija un uzdevumi
Mikrotubuliem ir daudzfunkcionāli uzdevumi. Tie ietekmē hromosomas un vezikulas kustība, kas darbojas kā sliežu sistēma. Pūslīšu aktivitāte ir priekšnoteikums motora transportēšanai proteīni. Transports notiek sakarā ar proteīni kinezīns un dyneīns, kas atrodas uz vezikulas virsmas. Dīzeīna aizņemtie pūslīši tiek transportēti no plusa līdz mīnus galam, savukārt pūslīši, kurus aizņem kinezīns, tiek pārvadāti pretējā virzienā. Saplūstot atsevišķām mikrotubulām, veidojas sarežģītas struktūras. Tie ietver centrioles un bazālos ķermeņus. Centrioles sastāv no deviņiem mikrocaurulīšu tripletiem, kas sastāv no diviem nepilnīgiem un viena pilnīga mikrocaurulīti. Bāzes ķermeņiem ir tāda pati struktūra kā centrioliem. Tie atrodas zem šūnas virsmas, un to funkcija ir stiprināt flagellas un kinociliju. Kinoceils sastāv no centrālā mikrocaurulīšu pāra un deviņiem mikrocauruļu dublējumiem. Kinoceils galvenokārt atrodas uz epitēlija šūnām un transportē mazas daļiņas uz šūnas virsmas. Cilia sastāv no plazmas membrānas un atrodas uz eikariotu šūnu virsmas. Viņu centrs sastāv no stabilām mikrotubulām, kas sakārtotas saišķa formā. Cilia nodrošina šķidruma kustību pa šūnu virsmu. Piemēram, daži vienšūņi tos izmanto, lai savāktu pārtikas daļiņas. Epitēlija šūnās ir daudz ciliju, kas transportē gļotu slāņus, kas satur atmirušās šūnas vai putekļu daļiņas, līdz kaklam, lai pēc tam tos varētu izvadīt. Turklāt cilijas izveido strāvu uz olvadu sienas, lai olšūnas varētu būt transportē caur olvadu. Flagellām (flagellām) ir tāda pati struktūra kā kinocilijām, taču tās ir daudz garākas un kalpo šūnu kustībai. Tas ietver, piemēram, sperma pārvietošanās un vienšūņu transports.
Slimības
Primārajā ciliārajā displāzijā kinocilija ir defektīvi konstruēta un dyneīna skaits molekulas ir samazinājies. Primārā ciliārā displāzija ir iedzimta slimība, kas rodas ļoti reti un kurā tiek ieelpots transporta mehānisms baktērijas un daļiņas nedarbojas pareizi. Tā rezultātā kinocilijas kustība nav vai ir ļoti nesaskaņota. Šī iemesla dēļ netīrumu daļiņas ar bronhu gļotām vai asiņu sekrēciju paranasālas deguna blakusdobumu nevar pareizi aizvest prom, kas noved pie bronhektāzes (neatgriezeniska bronhu dilatācija), hroniska bronhīts vai hroniska sinusīts. Ja flagellārais sitiens sperma ir traucēts vīriešiem, neauglība notiek. In Alcheimera slimība, pacientu smadzenēs tiek konstatētas izmainītas mikrotubulas. Šajā slimībā ferments MARK2 ietekmē tau olbaltumvielu. Normālās šūnās tau ir saistīts ar mikrotubuliem, tos stabilizējot. Tomēr, kad MARK2 iedarbojas uz tau, rodas citoskeleta nestabilitāte un traucējumi šūnu transporta sistēmā, kas ir viena no Alcheimera slimība.
