튜 불린은 알파와 베타 튜 불린 두 구상 폴리펩티드로 이루어진 이량 체 단백질이다. 그들은 튜브 모양으로 배열되어 액틴 마이크로 필라멘트 및 중간 필라멘트와 함께 세포 골격을 구성하는 미세 소관을 생성합니다.
Microtubules은 정자의 편모, 섬모 유기체의 확장, 기관의 섬모 및 나팔관과 같은 다른 필수 생물학적 구조에서 발견됩니다.
또한 튜 불린이 형성하는 구조는 세포 내부의 물질과 세포 기관에 대해 기차 트랙과 유사한 수송 경로로 기능합니다. 물질과 구조의 변위는 키네신과 다인이라고 불리는 미 세관과 관련된 운동 단백질 덕분에 가능합니다.
일반적 특성
튜 불린 서브 유닛은 55,000 달톤 이종 이합체이며 미세 소관의 구성 요소입니다. 튜 불린은 모든 진핵 생물에서 발견되며 진화 과정에서 매우 보존되어 왔습니다.
이합체는 알파 및 베타 튜 불린이라고하는 두 개의 폴리펩티드로 구성됩니다. 이들은 중합되어 중공 튜브 모양으로 평행하게 배열 된 13 개의 protofilament로 구성된 미 세관을 형성합니다.
미 세관의 가장 관련성이 높은 특성 중 하나는 구조의 극성입니다. 즉, 미세 소관의 두 끝은 동일하지 않습니다. 한쪽 끝을 빠르게 성장하는 끝 또는 "더 많은"끝이라고하고 다른 끝은 느리게 성장하거나 "덜"하는 끝입니다.
극성은 미세 소관을 따라 이동 방향을 결정하므로 중요합니다. Tubulin dimer는 빠른 조립주기에서 중합 및 탈분극이 가능합니다. 이 현상은 액틴 필라멘트에서도 발생합니다.
세 번째 유형의 하위 단위가 있습니다. 감마 튜 불린입니다. 이것은 미세 소관의 일부가 아니며 중심체에 위치합니다. 그러나 그것은 미세 소관의 핵형 성과 형성에 참여합니다.
알파 및 베타 튜 불린
알파 및 베타 서브 유닛은 강하게 결합하여 복잡한 이종이 량체를 형성합니다. 사실, 복합체의 상호 작용이 너무 강해서 정상적인 조건에서 해리되지 않습니다.
이 단백질은 대부분 산성 인 550 개의 아미노산으로 구성됩니다. 알파 및 베타 튜 불린은 매우 유사하지만 다른 유전자에 의해 암호화됩니다.
아세틸 기가있는 아미노산 잔기는 알파 튜 불린에서 발견되어 세포 편모에서 다른 특성을 제공합니다.
튜 불린의 각 서브 유닛은 두 분자와 연관되어 있습니다. 알파 튜 불린에서는 GTP가 비가 역적으로 결합하고 화합물의 가수 분해가 발생하지 않는 반면 베타 튜 불린의 두 번째 결합 부위는 GTP에 가역적으로 결합하여 가수 분해합니다. .
GTP 가수 분해는 튜 불린 첨가 속도와 GTP 가수 분해 속도에 따라 미세 소관이 성장 및 감소주기를 겪는 "동적 불안정성"이라는 현상을 일으 킵니다.
이 현상은 구조의 반감기가 불과 몇 분인 미 세관의 높은 회전율을 초래합니다.
풍모
세포 골격
튜 불린의 알파 및 베타 서브 유닛은 중합되어 세포 골격의 일부인 미세 소관을 형성합니다.
미세 소관 외에도 세포 골격은 약 7nm의 액틴 미세 섬유와 직경 10 ~ 15nm의 중간 필라멘트의 두 가지 추가 구조 요소로 구성됩니다.
세포 골격은 세포의 골격이며 세포 모양을지지하고 유지합니다. 그러나 막과 세포 하 구획은 정적이 아니며, 세포 내 이입, 식균 작용 및 물질 분비 현상을 수행 할 수 있도록 일정한 움직임을 보이고 있습니다.
세포 골격의 구조는 세포가 앞서 언급 한 모든 기능을 수행하기 위해 스스로를 수용 할 수 있도록합니다.
그것은 세포 분열에 참여하는 것 외에도 세포 소기관, 원형질막 및 기타 세포 구성 요소가 정상적인 기능을 수행하는 데 이상적인 배지입니다.
그들은 또한 아메바 운동과 같은 세포 운동 현상과 섬모 및 편모와 같은 운동을위한 특수 구조에 기여합니다. 마지막으로 근육의 움직임을 담당합니다.
유사 분열
동적 불안정성 덕분에 미세 소관은 세포 분열 과정에서 완전히 재구성 될 수 있습니다. interphase 동안 microtubule 어레이는 분해가 가능하고 tubulin subunits는 무료입니다.
튜 불린은 스스로 재 조립되어 염색체 분리에 관여하는 유사 분열 방추를 생성 할 수 있습니다.
콜히친, 탁솔 및 빈 블라 스틴과 같은 특정 약물은 세포 분열 과정을 방해합니다. 튜 불린 분자에 직접 작용하여 미 세관 조립 및 해리 현상에 영향을줍니다.
중심체
동물 세포에서 미세 소관은 한 쌍의 중심체 (각각 수직으로 배향 됨)로 구성된 핵에 가까운 구조 인 중심체로 확장되고 주변 중심 매트릭스라고하는 무정형 물질로 둘러싸여 있습니다.
Centrioles는 세포 섬모 및 편모와 유사한 조직으로 9 개의 미세 소관 3 중으로 구성된 원통형 몸체입니다.
세포 분열 과정에서 미세 소관은 중심체에서 확장되어 유사 분열 스핀들을 형성하여 염색체를 새로운 딸 세포로 올바르게 분배합니다.
특정 설치류의 난자에서와 같이 식물 세포 또는 일부 진핵 세포에 존재하지 않기 때문에 중심체가 세포 내 미 세관 조립에 필수적이지 않은 것으로 보입니다.
pericentriolar matrix에서는 감마 튜 불린의 도움으로 핵 생성이 발생하는 미세 소관의 조립이 시작됩니다.
진화론 적 관점
세 가지 유형의 튜 불린 (알파, 베타 및 감마)은 서로 다른 유전자에 의해 암호화되며 FtsZ라고하는 40,000 달톤 단백질을 암호화하는 원핵 생물에서 발견되는 유전자와 상동합니다. 박테리아 단백질은 기능적으로나 구조적으로 튜 불린과 유사합니다.
단백질은 박테리아에서 조상 기능을 가지고 있으며 진화 과정에서 변형되어 진핵 생물에서 수행하는 기능을 가진 단백질로 결론을 내릴 가능성이 있습니다.
참고 문헌
- Cardinali, DP (2007). 응용 신경 과학 : 그 기초. Panamerican Medical Ed.
- Cooper, GM (2000). 세포 : 분자 접근. 2 판. 선더랜드 (MA) : Sinauer Associates.
- Curtis, H., & Schnek, A. (2006). 생물학에 초대합니다. Panamerican Medical Ed.
- Frixione, E. 및 Meza, I. (2017). 살아있는 기계 : 세포는 어떻게 움직이는가? . 경제 문화 기금.
- Lodish H, Berk A, Zipursky SL, 외. (2000). 분자 세포 생물학. 4 판. 뉴욕 : WH Freeman.