Микротрубочка


Микротрубочка
Строение микротрубочки

Микротрубочки — белковые внутриклеточные структуры, входящие в состав цитоскелета.

Микротрубочки представляют собой полые внутри цилиндры диаметром 25 нм. Длина их может быть от нескольких микрометров до, вероятно, нескольких миллиметров в аксонах нервных клеток. Их стенка образована димерами тубулина. Микротрубочки, подобно актиновым микрофиламентам, полярны: на одном конце происходит самосборка микротрубочки, на другом — разборка. В клетках микротрубочки играют роль структурных компонентов и участвуют во многих клеточных процессах, включая митоз, цитокинез и везикулярный транспорт.

Содержание

Строение

Микротрубочки — это структуры, в которых 13 тубулиновых α-/β-гетеродимеров уложены по окружности полого цилиндра. Внешний диаметр цилиндра около 25 нм, внутренний — около 15.

Один из концов микротрубочки, называемый плюс-концом, постоянно присоединяет к себе свободный тубулин. От противоположного конца — минус-конца — тубулиновые единицы отщепляются.

В образовании микротрубочки выделяют три фазы:

  • замедленная фаза, или нуклеация. Это этап зарождения микротрубочки, когда молекулы тубулина начинают соединяться в более крупные образования. Такое соединение происходит медленнее, чем присоединение тубулина к уже собранной микротрубочке, поэтому фаза и называется замедленной;
  • фаза полимеризации, или элонгация. Если концентрация свободного тубулина высока, его полимеризация происходит быстрее, чем деполимеризация на минус-конце, за счет чего микротрубочка удлиняется. По мере ее роста концентрация тубулина падает до критической и скорость роста замедляется вплоть до вступления в следующую фазу;
  • фаза стабильного состояния. Деполимеризация уравновешивает полимеризацию, и рост микротрубочки останавливается.

Лабораторные исследования показывают, что сборка микротрубочек из тубулинов происходит только в присутствии гуанозинтрифосфата и ионов магния.

Динамическая нестабильность

Микротрубочки являются динамическими структурами и в клетке постоянно полимеризуются и деполимеризуются. Центросома, локализованная вблизи ядра, выступает в клетках животных и многих протистов как центр организации микротрубочек (ЦОМТ): они растут от нее к периферии клетки. В то же время микротрубочки могут внезапно прекратить свой рост и укоротиться обратно по направлению к центросоме вплоть до полного разрушения, а затем вырасти снова. При присоединении к микротрубочке молекулы тубулина, несущие ГТФ, образуют «шапочку», которая обеспечивает рост микротрубочки. Если локальная концентрация тубулина падает, связанная с бета-тубулином ГТФ постепенно гидролизуется. Если полностью гидролизуется ГТФ «шапочки» на ±конце, это приводит к быстрому распаду микротрубочки. Таким образом, сборка и разборка микротрубочек связана с затратами энергии ГТФ.

Динамическая нестабильность микротрубочек играет важную физиологическую роль. Например, при делении клетки микротрубочки растут очень быстро и способствуют правильной ориентации хромосом и образованию митотического веретена.

Функция

Микротрубочки в клетке используются в качестве «рельсов» для транспортировки частиц. По их поверхности могут перемещаться мембранные пузырьки и митохондрии. Транспортировку по микротрубочкам осуществляют белки, называемые моторными. Это высокомолекулярные соединения, состоящие из двух тяжелых (массой около 300 кДа) и нескольких легких цепей. В тяжелых цепях выделяют головной и хвостовой домены. Два головных домена связываются с микротрубочками и являются собственно двигателями, а хвостовые — связываются с органеллами и другими внутриклеточными образованиями, подлежащими транспортировке.

Выделяют два вида моторных белков:

Динеины перемещают груз только от плюс-конца к минус-концу микротрубочки, то есть из периферийных областей клетки к центросоме. Кинезины, напротив, перемещаются к плюс-концу, то есть к клеточной периферии.

Перемещение осуществляется за счет энергии АТФ. Головные домены моторных белков для этого содержат АТФ-связывающие участки.

Помимо транспортной функции, микротрубочки формируют центральную структуру ресничек и жгутиков — аксонему. Типичная аксонема содержит 9 пар объединенных микротрубочек по периферии и две полных микротрубочки в центре. Из микротрубочек состоят также центриоли и веретено деления, обеспечивающее расхождение хромосом к полюсам клетки при митозе и мейозе. Микротрубочки участвуют в поддержании формы клетки и расположения органоидов (в частности, аппарата Гольджи) в цитоплазме клеток.

См. также

Литература

  • Дж. М. Фаллер, Д. Шилдс. Молекулярная биология клетки. Руководство для врачей. Пер. с англ. — М.: «БИНОМ», 2006. — 256 с.




Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

Смотреть что такое "Микротрубочка" в других словарях:

  • микротрубочка — микротрубочка …   Орфографический словарь-справочник

  • МИКРОТРУБОЧКА — МИКРОТРУБОЧКА, тонкая белковая нить в ЦИТОПЛАЗМЕ КЛЕТКИ, которая может образовывать пары или пучки, помогающая поддерживать форму клетки. При делении клетки (МЕЙОЗЕ или МИТОЗЕ) микротрубочки образуют веретено и отвечают за движение хромосом.… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • МИКРОТРУБОЧКА — (microtubula), полая цилиндрич. структура клеток эукариотных организмов. Дл. от 100 нм до 1 млн. нм, диам. 24 ± 2 нм, толщина стенки 4,5 нм. Осн. компонент М. белок тубулин, кроме него в состав М. входит ок. 20 разл. белков. М. образуют сеть в… …   Биологический энциклопедический словарь

  • микротрубочка — сущ., кол во синонимов: 2 • микротрубка (2) • трубочка (18) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • микротрубочка — Компонент клетки [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN microtubule …   Справочник технического переводчика

  • микротрубочка — microtubule микротрубочка. Полая цилиндрическая структура клеток эукариотичeских организмов, основной компонент которой тубулин <tubulin>, длина М. значительно варьируется при диаметре сечения около 24 нм; М. образуют… …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • микротрубочка —  Microtubule  Микротрубочка   Полая цилиндрическая трубочка, используемая для транспортировки веществ внутри клетки.    Строение микротрубочки, в которой 13 тубулиновых α /β гетеродимеров уложены по окружности полого цилиндра. Внешний диаметр… …   Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. - М.

  • КЛЕЙНА - НИШЙНЫ ФОРМУЛА — выражение для дифференц. сечения ds рассеяния фотона на электроне (см. Комптона эффект). В лаб. системе координат где частоты падающего и рассеянного фотона, элемент телесного угла для рассеянного фотона, угол рассеяния, параметр r0 = e …   Физическая энциклопедия

  • Митоз — Фазы митоза Митоз (греч …   Википедия

  • Аксонема — Поперечный срез через реснички, на котором хорошо заметна структура «9+2» …   Википедия