Tubulina Alfa dan Beta, Fungsi



itu tubulin adalah protein dimerik globular yang dibentuk oleh dua polipeptida: tubulin alfa dan beta. Mereka diatur dalam bentuk tabung untuk menghasilkan mikrotubulus, yang bersama-sama dengan mikrofilamen aktin dan filamen menengah membentuk sitoskeleton.

Mikrotubulus ditemukan dalam struktur biologis esensial yang berbeda, seperti flagel sperma, ekstensi organisme bersilia, silia trakea dan tuba falopi, antara lain..

Selain itu, struktur yang membentuk tubulina berfungsi sebagai rute transportasi - analisis ke jalur kereta - bahan dan organel di dalam sel. Perpindahan zat dan struktur dimungkinkan berkat protein motor yang terkait dengan mikrotubulus, yang disebut kinesin dan dynein.

Indeks

  • 1 Karakteristik umum
  • 2 Tubulin alpha dan beta
  • 3 Fungsi
    • 3.1 Sitoskeleton
    • 3.2 Mitosis
    • 3.3 Centrosome
  • 4 Perspektif evolusi
  • 5 Referensi

Karakteristik umum

Subunit tubulin adalah heterodimer 55.000 dalton dan merupakan blok bangunan mikrotubulus. Tubulin ditemukan di semua organisme eukariotik dan telah sangat dilestarikan selama evolusi.

Dimer terdiri dari dua polipeptida yang disebut tubulin alpha dan beta. Ini dipolimerisasi untuk membentuk mikrotubulus, yang terdiri dari tiga belas protofilamen yang disusun secara paralel dalam bentuk tabung hampa.

Salah satu karakteristik mikrotubulus yang paling relevan adalah polaritas struktur. Dengan kata lain, kedua ujung mikrotubulus tidak sama: satu ujung disebut ujung yang tumbuh cepat atau "lebih", dan ujung lainnya lambat tumbuh atau "kurang"..

Polaritas penting, karena menentukan arah gerakan sepanjang mikrotubulus. Dimer tubulin mampu mempolimerisasi dan mendepolarisasi dalam siklus perakitan cepat. Fenomena ini juga terjadi pada filamen aktin.

Ada jenis subunit ketiga: itu adalah gamma tubulin. Ini bukan bagian dari mikrotubulus dan terletak di sentrosom; Namun, ia berpartisipasi dalam nukleasi dan pembentukan mikrotubulus.

Alfa dan beta tubulin

Subunit alfa dan beta sangat terkait untuk membentuk heterodimer yang kompleks. Faktanya, interaksi kompleks begitu kuat sehingga tidak berdisosiasi dalam kondisi normal.

Protein ini dibentuk oleh 550 asam amino, sebagian besar asam. Meskipun tubulin alpha dan beta sangat mirip, mereka dikodekan oleh gen yang berbeda.

Dalam tubulina alfa dapat ditemukan residu asam amino dengan kelompok asetil, memberikan sifat yang berbeda dalam flagela sel.

Setiap subunit tubulin dikaitkan dengan dua molekul: dalam tubulin alfa GTP mengikat secara ireversibel dan hidrolisis senyawa tidak terjadi, sedangkan situs pengikatan kedua dalam tubulin beta, secara mengikat mengikat GTP dan menghidrolisisnya.

Hidrolisis hasil GTP dalam fenomena yang disebut "ketidakstabilan dinamis" di mana mikrotubulus mengalami siklus pertumbuhan dan pembusukan, tergantung pada tingkat kecanduan tubulin dan tingkat hidrolisis GTP.

Fenomena ini diterjemahkan ke dalam tingkat turnover mikrotubulus yang tinggi, di mana waktu paruh struktur hanya beberapa menit.

Fungsi

Sitoskeleton

Subunit alfa dan beta dari tubulin mempolimerisasi untuk menghasilkan mikrotubulus, yang merupakan bagian dari sitoskeleton.

Selain mikrotubulus, sitoskeleton terdiri dari dua elemen struktur tambahan: mikrofilamen aktin sekitar 7 nm dan filamen menengah berdiameter 10 hingga 15 nm.

Sitoskeleton adalah kerangka kerja sel, memberikannya dukungan dan mempertahankan bentuk sel. Namun, membran dan kompartemen subseluler tidak statis dan berada dalam gerakan konstan untuk dapat melakukan fenomena endositosis, fagositosis dan sekresi bahan.

Struktur sitoskeleton memungkinkan sel untuk mengakomodasi dirinya sendiri untuk memenuhi semua fungsi yang disebutkan.

Ini adalah media yang ideal untuk organel seluler, membran plasma dan komponen seluler lainnya untuk melakukan fungsi mereka yang biasa, selain berpartisipasi dalam pembelahan sel.

Mereka juga berkontribusi dalam fenomena pergerakan seluler seperti pergerakan amuba, dan dalam struktur khusus untuk perpindahan seperti silia dan flagela. Akhirnya, ia bertanggung jawab untuk pergerakan otot.

Mitosis

Berkat ketidakstabilan dinamis, mikrotubulus dapat sepenuhnya ditata ulang selama proses pembelahan sel. Pengaturan mikrotubulus selama antarmuka mampu membongkar dan subunit tubulin gratis.

Tubulin dapat berkumpul kembali dan berasal dari gelendong mitosis, yang berpartisipasi dalam pemisahan kromosom.

Ada obat-obatan tertentu, seperti colchicine, taxol dan vinblastine yang mengganggu proses pembelahan sel. Bertindak langsung pada molekul tubulin, mempengaruhi fenomena perakitan dan disosiasi mikrotubulus.

Centrosome

Dalam sel hewan, mikrotubulus meluas ke centrosome, sebuah struktur dekat nukleus yang dibentuk oleh sepasang sentriol (masing-masing berorientasi tegak lurus) dan dikelilingi oleh zat amorf, yang disebut matriks pericentriolar..

Sentriol adalah benda berbentuk silinder yang dibentuk oleh sembilan kembar tiga mikrotubulus, dalam organisasi yang mirip dengan silia seluler dan flagela..

Dalam proses pembelahan sel, mikrotubulus membentang dari sentrosom, membentuk gelendong mitosis, yang bertanggung jawab atas distribusi kromosom yang benar ke sel anak baru..

Tampaknya sentriol tidak penting untuk perakitan mikrotubulus di dalam sel, karena mereka tidak hadir dalam sel tanaman atau dalam beberapa sel eukariotik, seperti pada ovula hewan pengerat tertentu.

Dalam matriks pericentriolar, inisiasi terjadi untuk perakitan mikrotubulus, di mana nukleasi terjadi dengan bantuan gamma tubulin.

Perspektif evolusi

Tiga jenis tubulin (alfa, beta dan gamma) dikodekan oleh gen yang berbeda dan homolog dengan gen yang ditemukan dalam prokariota yang mengkode protein 40.000 dalton, yang disebut FtsZ. Protein bakteri secara fungsional dan struktural mirip dengan tubulin.

Kemungkinan bahwa protein memiliki fungsi leluhur dalam bakteri dan telah dimodifikasi selama proses evolusi, menyimpulkan dalam protein dengan fungsi yang dimainkannya dalam eukariota..

Referensi

  1. Cardinali, D. P. (2007). Ilmu saraf terapan: fondasinya. Ed. Panamericana Medical.
  2. Cooper, G.M. (2000). Sel: Suatu Pendekatan Molekuler. Edisi ke-2. Sunderland (MA): Sinauer Associates.
  3. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Undangan ke Biologi. Ed. Panamericana Medical.
  4. Frixione, E., & Meza, I. (2017). Mesin hidup: Bagaimana sel bergerak?. Dana Budaya Ekonomi.
  5. Lodish H, Berk A, Zipursky SL, dkk. (2000). Biologi Sel Molekuler. Edisi ke-4. New York: W. H. Freeman.