Kinesin

Kinesin predstavlja kompleks določenih motoričnih beljakovin v evkariontskih celicah, poleg drugih motoričnih beljakovin, kot so dinin ali miozin in drugi strukturni proteini, pa sodeluje pri gradnji citoskeleta. Uporablja se za prevoz makromolekul, veziklov in celičnih organelov iz citoplazme ali jedra do celične membrane.

Kaj je kinezin?

Kinezini so skupina motoričnih beljakovin s podobnimi lastnostmi in funkcijami. Sestavljene so iz dveh težkih in dveh lahkih beljakovinskih verig.Predel glave, vrat in repni del molekule se nahajajo na težkih beljakovinskih verigah.

Lahke beljakovinske verige pritrdijo na rep. Kinesin se uporablja za prevoz celičnih organelov, veziklov in biomolekul po mikrotubulah. Mikrotubuli predstavljajo železniški sistem, sestavljen iz beljakovinskega tubulina, ki vedno raste iz celičnega jedra proti celični membrani. Naraščajoči konec mikrotubule se imenuje tako imenovani plus konec. To pomeni, da kinezin prenaša biološke snovi in ​​celične organele le v smeri plus konca (anterogradni transport).

Prevoz v smeri minus konca (retrogradni transport) povzroča kompleks drugih motornih beljakovin, dinin. Kinesin je v obliki dimerja. Dve težki in dve lahki verigi sta kot del kvartarne strukture proteina tvorjen beljakovinski kompleks, ki nima kovalentnih vezi med posameznimi beljakovinskimi verigami. Kinesin ima dve motorični domeni (glave glave), ki sta odgovorni za gibanje po mikrotubulah.

Funkcija, učinek in naloge

Glavna naloga kinezina je prevoz celičnih komponent in molekul od znotraj celice do celične membrane. Med drugim se iz celice odstranijo razgrajene celične komponente, izločajo se encimi, sproščajo se hormoni, membranski proteini se od mesta sinteze pripeljejo v membrano in še veliko več.

Signalne snovi za komunikacijo med celicami se prevažajo tudi v zunajtelesno območje. V nevronih se na primer nevrotransmiterji transportirajo znotraj veziklov iz celičnega jedra v smeri aksonov in sinaps. Od tam se signali s pomočjo nevrotransmiterjev prenašajo na druge živčne celice. Vezikule, celične organele ali biomolekule se vežejo na kinezine prek povezovalnih beljakovin. S pomočjo obeh motornih domen (glav) kinezin kompleks poteka vzdolž mikrotubule. Vezava ene glave se večkrat prekine s prenosom energije z delitvijo ATP na ADP, medtem ko se vezava druge glave kinezina na začetku zadrži.

Oddeljeno območje glave pa se takoj spet veže na drugo vezno mesto mikrotubul v smeri plus konca, hkrati pa se druga glava domene raztopi med cepitvijo ATP. Cepitev ATP na ADP na mestu vezave kinezina na mikrotubulah vodi do spremembe konformacije celotnega kinezinskega kompleksa, kar sproži njegovo gibanje. Ta postopek se ponavlja, dokler kinezin kompleks ni dosegel celične membrane. Na cilju se celične organele ali molekule, ki jih je treba prevažati, ločijo od kinezinskega kompleksa.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Kinezin najdemo v vseh evkariontskih celicah. Obstajajo različne kinezinske beljakovine. Vendar se ta beljakovinski kompleks v plemenski zgodovini evkariontskih organizmov v funkcionalno pomembnem predelu glave skoraj ni spremenil. Njegova funkcija v enoceličnih evkariontih, kot je ameba, je popolnoma enaka kot pri večceličnih organizmih živalskega in rastlinskega kraljestva. Kinesin prevaža celične organele in molekule proti celični membrani. Tudi medsebojno delovanje kinezina in mikrotubul je univerzalen pojav.

V repnem delu proteinskega kompleksa se pojavijo manjše genetske spremembe. To območje reagira na spreminjajoče se sestavne dele, ki jih je treba predhodno prevažati in naravno vezati na kinezin. Kinezini niso povezani z dininini, ki organizirajo prenos molekul in molekularnih kompleksov od celične membrane do celičnega jedra. Vendar pa obstajajo sorodna razmerja z miozinom, ki je s pomočjo aktina odgovoren za gibanje mišic in znotraj celice za majhne transportne poti celičnih organelov zaradi podobnih vzorcev gibanja.

Bolezni in motnje

Mutacije v kinezinskem kompleksu lahko privedejo do motenj v medceličnem transportu. V okviru teh motenj je znan kompleks nevroloških bolezni, ki jih imenujemo dedna spastična paraplegija (HSP).

Obstaja več kot 50 različnih vrst tega stanja, vse pa so genetske narave. Podrobneje smo pregledali spastično spinalno paralizo SPG 10. Pri tej bolezni mutacija vodi do nepravilne proizvodnje kinezinskega kompleksa, imenovanega KIF5A. Nekatere aktivne sestavine in celične organele se prenašajo nepravilno in ne dosegajo več mesta delovanja. To so predvsem aktivne snovi, ki so potrebne v aksonih nevronov. Ustrezni nevroni degenerirajo in ne morejo več pravilno prenašati gibalnih impulzov.

Ta motnja vpliva na motorične sposobnosti nog. To vodi do povečane spastične paralize nog. V naprednih stadijih bolezni je prizadeti bolnik odvisen od invalidskega vozička. Vendar je spastična paraplegija skupina več bolezni s podobnimi simptomi. Temeljijo na različnih mutacijah. Znanih je 48 različnih lokacij genov HSP. Poleg omejitve motoričnih sposobnosti nog se lahko pojavijo tudi drugi nevrološki simptomi, odvisno od bolezni.

Menijo, da tudi druge nevrodegenerativne bolezni povzročajo transportne motnje znotraj celice. Vendar pa so potrebne nadaljnje preiskave, da bi raziskali natančna razmerja. Do zdaj je vse večje zavedanje, da so zlasti oslabljene živčne celice, kadar je delovanje kinezina oslabljeno. V kolikšni meri vplivajo druge telesne celice, je še vedno premalo znanja.