kinesin

kinesin reprezintă un complex al anumitor proteine ​​motorii din celulele eucariote.În plus față de alte proteine ​​motorii, cum ar fi dyneina sau miozina și alte proteine ​​structurale, este implicat în construcția citoscheletului. Este utilizat pentru transportul macromoleculelor, veziculelor și organelelor celulare de la citoplasmă sau nucleu la membrana celulară.

Ce este kinesina?

Kinezinele sunt un grup de proteine ​​motorii cu proprietăți și funcții similare. Ele constau din două lanțuri proteice grele și două ușoare.Regiunea capului, gâtului și cozii părții moleculei sunt localizate pe lanțurile de proteine ​​grele.

Lanțurile proteice ușoare se atașează de coadă. Kinezina este utilizată pentru a transporta organele celulare, veziculele și biomoleculele de-a lungul microtubulelor. Microtubulii reprezintă un sistem de șină format din tubulina proteică, care crește întotdeauna din nucleul celular spre membrana celulară. Capătul microtubul în creștere este denumit așa-numitul capăt plus. Aceasta înseamnă că kinezina transportă substanțele biologice și organele celulare numai în direcția capătului plus (transport anterograd).

Transportul în direcția capătului minus (transport retrograd) este cauzat de un complex de alte proteine ​​motorii, dyneina. Kinezina are forma unui dimer. Ca parte a structurii cuaternare a proteinei, cele două lanțuri grele și două ușoare formează un complex proteic care nu are legături covalente între lanțurile proteice individuale. Kinesina are două domenii motorii (domenii cap) care sunt responsabile de mișcarea de-a lungul microtubulilor.

Funcție, efect și sarcini

Sarcina principală a kinezinei este de a transporta componente și molecule celulare din interiorul celulei către membrana celulară. Printre altele, componentele degradate ale celulelor sunt îndepărtate din celulă, enzimele sunt secretate, hormonii eliberați, proteinele de membrană sunt aduse de la locul de sinteză la membrană și multe altele.

Substanțele semnal pentru comunicarea între celule sunt transportate și în zona extracelulară. În neuroni, de exemplu, neurotransmițătorii sunt transportați în vezicule din nucleul celular în direcția axonilor și a sinapselor. De acolo, semnalele sunt transmise altor celule nervoase cu ajutorul neurotransmițătorilor. Veziculele, organulele celulare sau biomoleculele se leagă de kinezine prin proteine ​​de legătură. Cu ajutorul celor două domenii motorii (capete), complexul de kinesină se desfășoară de-a lungul microtubulului. Legarea unui cap este ruptă în mod repetat cu transfer de energie prin împărțirea ATP la ADP, în timp ce legarea celuilalt cap de kinezină este menținută inițial.

Regiunea capului detașat se leagă însă din nou de un alt loc de legare a microtubulilor în direcția capătului plus, și în același timp, celălalt domeniu principal se dizolvă în timp ce divizează ATP. Clivajul ATP la ADP la locul de legare a kinesinei de pe microtubuli duce la o modificare a conformației întregului complex de kinezină, care declanșează mișcarea acestuia. Acest proces se repetă până când complexul de kinezină a ajuns la membrana celulară. La destinație, organele celulare sau moleculele care trebuie transportate sunt despărțite de complexul de kinezină.

Educație, apariție, proprietăți și valori optime

Kinezina se găsește în toate celulele eucariote. Există o varietate de proteine ​​kinezine. Cu toate acestea, acest complex proteic s-a schimbat cu greu în istoria tribală a organismelor eucariote din regiunea capului funcțional importantă. Funcția sa în eucariote unicelulare precum ameba este exact aceeași ca în organismele multicelulare ale regnului animal și vegetal. Kinezina transportă organulele și moleculele celulare către membrana celulară. Interacțiunea kinezină și microtubuli este, de asemenea, un fenomen universal.

Modificări genetice minore apar în porțiunea de coadă a complexului proteic. Această zonă reacționează la componentele în schimbare care trebuie transportate și legate în mod natural la kinesină înainte. Kinezinele nu au legătură cu dineinele, care organizează transportul moleculelor și complexelor moleculare de la membrana celulară către nucleul celular. Cu toate acestea, există relații înrudite cu miozina, care cu ajutorul actinei este responsabilă pentru mișcarea mușchilor și în interiorul celulei pentru rutele mici de transport ale organelelor celulare datorită tiparelor similare de mișcare.

Boli și tulburări

Mutațiile din complexul de kinezină pot duce la perturbări ale transportului intracelular. În contextul acestor afecțiuni, este cunoscut un complex de boli neurologice, care sunt denumite paraplegia spastică ereditară (HSP).

Există peste 50 de tipuri diferite ale acestei afecțiuni, toate fiind genetice. Paraliza spinală SPG 10 a fost examinată mai detaliat. În această boală, o mutație duce la o producție incorectă a unui complex de kinezină numit KIF5A. Unele ingrediente active și organele celulare sunt transportate incorect și nu mai ajung la locul de acțiune. Acestea sunt în special substanțe active care sunt necesare în axonii neuronilor. Neuronii corespunzători degenerează și nu mai pot transmite corect impulsuri de mișcare.

Această tulburare afectează abilitățile motorii ale picioarelor. Aceasta duce la creșterea paraliziei spastice a picioarelor. În stadiile avansate ale bolii, pacientul afectat depinde de un scaun cu rotile. Cu toate acestea, paraplegia spastică este un grup de mai multe boli cu simptome similare. Ele se bazează pe diferite mutații. 48 de locații diferite ale genelor HSP sunt cunoscute. În plus față de restricția abilităților motorii ale picioarelor, alte simptome neurologice pot apărea și în funcție de boală.

Se crede că alte boli neurodegenerative sunt, de asemenea, cauzate de tulburări de transport în interiorul celulei. Cu toate acestea, sunt necesare investigații suplimentare pentru a cerceta relațiile exacte. Până în prezent, există o conștientizare tot mai mare că, în special, celulele nervoase sunt afectate atunci când funcția kinesinei este afectată. În ce măsură alte celule ale corpului sunt influențate, nu există încă cunoștințe suficiente.