Kinesinas

Kinesinas žymi tam tikrų motorinių baltymų kompleksą eukariotų ląstelėse. Be kitų motorinių baltymų, tokių kaip dyneinas ar miozinas ir kiti struktūriniai baltymai, jis taip pat dalyvauja citoskeleto konstrukcijoje. Jis naudojamas makromolekulėms, pūslelėms ir ląstelių organelėms pernešti iš citoplazmos ar branduolio į ląstelės membraną.

Kas yra kinesinas?

Kinezinai yra motorinių baltymų grupė, turinti panašias savybes ir funkcijas. Jie susideda iš dviejų sunkiųjų ir dviejų lengvų baltymų grandinių.Galvos sritis, kaklas ir uodegos molekulės dalis yra ant sunkiųjų baltymų grandinių.

Šviesos baltymų grandinės pritvirtinamos prie uodegos. Kinezinas yra naudojamas ląstelių organelėms, pūslelėms ir biomolekulėms pernešti išilgai mikrotubulų. Mikrotubuliai rodo bėgių sistemą, sudarytą iš baltymo tubulino, kuris visada auga iš ląstelės branduolio link ląstelės membranos. Augantis mikrotubulų galas vadinamas vadinamuoju pliusiniu galu. Tai reiškia, kad kinesinas perneša biologines medžiagas ir ląstelių organelius tik pliuso galo kryptimi (anterogradinis transportas).

Gabenimą minuso galo kryptimi (gabenimą atgal) sukelia kitų motorinių baltymų kompleksas - dyneinas. Kinezinas yra dimerio formos. Kaip keturių baltymų struktūros dalis, dvi sunkiosios ir dvi lengvosios grandinės sudaro baltymų kompleksą, neturintį kovalentinių ryšių tarp atskirų baltymų grandinių. Kinesinas turi du motorinius domenus (galvos domenus), atsakingus už judėjimą išilgai mikrotubulų.

Funkcija, poveikis ir užduotys

Pagrindinis kinezino uždavinys yra pernešti ląstelių komponentus ir molekules iš ląstelės vidaus į ląstelės membraną. Be kita ko, iš ląstelės pašalinami suskaidyti ląstelių komponentai, išskiriami fermentai, išskiriami hormonai, membranos baltymai iš sintezės vietos atkeliauja į membraną ir daug daugiau.

Signalinės medžiagos ryšiui tarp ląstelių taip pat pernešamos į tarpląstelinę sritį. Pavyzdžiui, neuronuose neurotransmiteriai pernešami pūslelėse iš ląstelės branduolio aksonų ir sinapsių kryptimi. Iš ten neurotransmiterių pagalba signalai perduodami kitoms nervų ląstelėms. Vezikulės, ląstelių organelės ar biomolekulės jungiasi prie kinezino per jungiamuosius baltymus. Dviejų motorinių sričių (galvų) pagalba kinezino kompleksas eina išilgai mikrotubulų. Vienos galvos surišimas pakartotinai nutrūksta perduodant energiją, padalijant ATP į ADP, tuo tarpu kitos kinezino galvos jungtis iš pradžių išsaugoma.

Tačiau atsiribojusi galvos sritis iš karto vėl jungiasi prie kitos mikrotubulų surišimo vietos pliuso kryptimi ir tuo pačiu metu kitas galvos domenas ištirpsta, skaidydamasis ATP. ATP suskaidymas į ADP kinezinų surišimo vietoje mikrotubuliuose lemia viso kinezino komplekso konformacijos pasikeitimą, kuris suaktyvina jo judėjimą. Šis procesas kartojamas tol, kol kinezino kompleksas pasiekia ląstelės membraną. Paskirtoje vietoje gabenamos ląstelių organelės arba molekulės yra atskirtos nuo kinezino komplekso.

Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės

Kinezinas randamas visose eukariotų ląstelėse. Yra įvairių kinezino baltymų. Tačiau šis baltymų kompleksas eukariotinių organizmų genties istorijoje funkciškai svarbiame galvos regione beveik nepasikeitė. Jo funkcija vienaląsčiuose eukariotuose, tokiuose kaip ameba, yra lygiai tokia pati kaip daugialąsčiuose gyvūnų ir augalų karalystės organizmuose. Kinezinas perneša ląstelių organeliukus ir molekules link ląstelės membranos. Kinezino ir mikrotubulių sąveika taip pat yra universalus reiškinys.

Baltymų komplekso uodegos dalyje įvyksta nedideli genetiniai pokyčiai. Ši sritis reaguoja į kintančius komponentus, kurie turi būti transportuojami ir iš anksto natūraliai surišami su kinezinu. Kinezinai nesusiję su dyineinais, kurie organizuoja molekulių ir molekulinių kompleksų transportavimą iš ląstelės membranos link ląstelės branduolio. Tačiau yra tam tikrų ryšių su miozinu, kuris, naudojant aktiną, yra atsakingas už raumenų judėjimą, o ląstelėje - dėl panašių judėjimo būdų, mažais ląstelių organelių pernešimo keliais.

Ligos ir sutrikimai

Kinezino komplekso mutacijos gali sutrikdyti tarpląstelinį transportą. Šių sutrikimų kontekste žinomas neurologinių ligų kompleksas, kuris vadinamas paveldima spazmine paraplegija (HSP).

Yra daugiau kaip 50 skirtingų šios būklės rūšių, kurios visos yra genetinės. Spastinis stuburo paralyžius SPG 10 buvo ištirtas išsamiau. Dėl šios ligos mutacija sukelia neteisingą kinezino komplekso, vadinamo KIF5A, gamybą. Kai kurios veikliosios medžiagos ir ląstelių organelės gabenamos neteisingai ir nebepasiekia veikimo vietos. Tai ypač aktyvios medžiagos, kurių reikia neuronų aksonuose. Atitinkami neuronai išsigimsta ir nebegali tinkamai perduoti judesio impulsų.

Šis sutrikimas turi įtakos kojų motoriniams įgūdžiams. Dėl to didėja spazminis kojų paralyžius. Pažengusiose ligos stadijose nukentėjęs pacientas yra priklausomas nuo invalido vežimėlio. Tačiau spazminė paraplegija yra keletas ligų, turinčių panašius simptomus, grupė. Jie grindžiami skirtingomis mutacijomis. Yra žinomos 48 skirtingos HSP genų vietos. Be kojų motorinių įgūdžių ribojimo, priklausomai nuo ligos, gali atsirasti ir kitų neurologinių simptomų.

Manoma, kad kitas neurodegeneracines ligas sukelia ir transportavimo sutrikimai ląstelėje. Tačiau norint ištirti tikslius ryšius, reikia atlikti papildomus tyrimus. Iki šiol daugėja supratimo, kad ypač sutrinka nervų ląstelės, kai sutrinka kinezino funkcija. Kiek įtakos turi kitos kūno ląstelės, žinių dar nepakanka.