kinesiini

kinesiini "eukaryoottisoluissa" edustaa tiettyjen motoristen proteiinien kompleksia. Muiden motoristen proteiinien, kuten dyneiinin tai myosiinin ja muiden rakenneproteiinien, lisäksi se osallistuu sytoskeleton rakentamiseen. Sitä käytetään makromolekyylien, rakkuloiden ja soluorgaanien kuljettamiseen sytoplasmasta tai ytimestä solukalvoon.

Mikä on kinesiini?

Kinesiinit ovat ryhmä motorisia proteiineja, joilla on samanlaiset ominaisuudet ja toiminnot. Ne koostuvat kahdesta raskaasta ja kahdesta kevyestä proteiiniketjusta.Molekyylin pään alue, niska ja häntäosa sijaitsevat raskaissa proteiiniketjuissa.

Kevyet proteiiniketjut kiinnittyvät häntään. Kinesiinia käytetään soluorgaanien, rakkuloiden ja biomolekyylien kuljettamiseen mikrotubuluksia pitkin. Mikrotubulukset edustavat rautajärjestelmää, joka koostuu proteiinibubuliinista, joka kasvaa aina solun ytimestä kohti solukalvoa. Kasvavaa mikrotubuluksen päätä kutsutaan ns. Pluspääksi. Tämä tarkoittaa, että kinesiini kuljettaa biologisia aineita ja soluorganelleja vain pluspään suuntaan (anterograde kuljetus).

Kuljetus miinuspään suuntaan (taaksepäin kulkeminen) johtuu muiden motoristen proteiinien kompleksista, dyneiinista. Kinesiini on dimeerin muodossa. Osana proteiinin kvaternääristä rakennetta, kaksi raskaa ja kaksi kevyttä ketjua muodostavat proteiinikompleksin, jolla ei ole mitään kovalenttisia sidoksia yksittäisten proteiiniketjujen välillä. Kinesiinillä on kaksi motorista domeenia (päädomeenit), jotka vastaavat liikkumisesta mikrotubuluksia pitkin.

Toiminto, vaikutukset ja tehtävät

Kinesiinin päätehtävänä on kuljettaa solukomponentit ja molekyylit solun sisäpuolelta solukalvoon. Muun muassa hajotetut solukomponentit poistetaan solusta, entsyymit erittyvät, hormonit vapautuvat, membraaniproteiinit tuodaan synteesipaikasta kalvoon ja paljon muuta.

Solujen välistä viestintää varten tarkoitetut signaaliaineet kuljetetaan myös solunulkoiselle alueelle. Esimerkiksi hermosoluissa, välittäjäaineet kuljetetaan rakkuloiden sisällä solun ytimestä aksonien ja synapsien suuntaan. Sieltä signaalit välittyvät muihin hermosoluihin välittäjäaineiden avulla. Vesikkelit, soluorganelit tai biomolekyylit sitoutuvat kinesiiniin yhdistävien proteiinien kautta. Kahden motorisen domeenin (pään) avulla kinesiinikompleksi kulkee mikrotubulusta pitkin. Yhden pään sitoutuminen katkeaa toistuvasti energiansiirrolla jakamalla ATP ADP: hen, kun taas toisen kinesiinipään sitoutuminen säilyy alun perin.

Irrotettu pääalue sitoutuu kuitenkin välittömästi uudelleen mikrotubulusten toiseen sitoutumiskohtaan pluspään suuntaan, ja samalla toinen päädomeeni liukenee samalla ATP: n jakaessa. ATP: n pilkkominen ADP: ksi mikrotubulusten kinesiinisitoutumiskohdassa johtaa muutokseen koko kinesiinikompleksin konformaatiossa, joka laukaisee sen liikkeen. Tämä prosessi toistetaan, kunnes kinesiinikompleksi on saavuttanut solukalvon. Kuljetettavat soluorganelit tai molekyylit erotetaan määräpaikassa kinesiinikompleksista.

Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot

Kinesiiniä löytyy kaikista eukaryoottisoluista. Kinesiiniproteiineja on erilaisia. Tämä proteiinikompleksi on kuitenkin tuskin muuttunut eukaryoottisten organismien heimohistoriassa toiminnallisesti tärkeällä pääalueella. Sen toiminta yksisoluisissa eukaryooteissa, kuten ameeba, on täsmälleen sama kuin monisoluisissa organismeissa eläin- ja kasvikunnassa. Kinesiini kuljettaa soluorganelleja ja molekyylejä kohti solukalvoa. Kinesiinin ja mikrotubulusten vuorovaikutus on myös universaali ilmiö.

Pieniä geneettisiä muutoksia tapahtuu proteiinikompleksin häntäosassa. Tämä alue reagoi muuttuviin komponentteihin, jotka on kuljetettava ja luonnollisesti sidottu kinesiiniin etukäteen. Kineiinit eivät ole sukulaisia ​​dyneineihin, jotka järjestävät molekyylien ja molekyylikompleksien kuljetuksen solukalvosta solutuman suuntaan. Mioosiiniin liittyy kuitenkin suhteita, jotka aktiinin avulla vastaavat lihasten liikkeistä ja solun sisällä pienistä soluelinten kuljetusreiteistä samanlaisten liikemallien takia.

Sairaudet ja häiriöt

Kinesiinikompleksin mutaatiot voivat johtaa häiriöihin solunsisäisessä kuljetuksessa. Näiden häiriöiden yhteydessä tunnetaan neurologisten sairauksien kompleksi, joita kutsutaan perinnölliseksi spastiseksi paraplegiaksi (HSP).

Tätä sairautta on yli 50 erityyppistä, jotka kaikki ovat geneettisiä. Spastinen selkärangan halvaus SPG 10 tutkittiin yksityiskohtaisemmin. Tässä taudissa mutaatio johtaa KIF5A-nimisen kinesiinikompleksin väärään tuotantoon. Jotkut vaikuttavat aineosat ja soluorganelit kuljetetaan väärin, eivätkä ne enää pääse toimintapisteeseen. Nämä ovat erityisen aktiivisia aineita, joita vaaditaan neuronien aksoneissa. Vastaavat neuronit rappeutuvat eivätkä enää pysty siirtämään liikeimpulsseja oikein.

Tämä häiriö vaikuttaa jalkojen motorisiin taitoihin. Tämä johtaa jalkojen spastiseen halvaantumiseen. Taudin pitkälle edenneissä vaiheissa potilas on riippuvainen pyörätuolista. Spastinen paraplegia on kuitenkin ryhmä useita sairauksia, joilla on samanlaisia ​​oireita. Ne perustuvat eri mutaatioihin. 48 erilaista HSP-geenin sijaintia tunnetaan. Jalan motoristen taitojen rajoittamisen lisäksi sairaudesta riippuen voi esiintyä myös muita neurologisia oireita.

Uskotaan, että solun sisällä kulkeutuvat häiriöt aiheuttavat myös muita neurodegeneratiivisia sairauksia. Tarkat suhteet on kuitenkin tutkittava edelleen. Toistaiseksi on kasvanut tietoisuus siitä, että erityisesti hermosolut ovat heikentyneet, kun kinesiinitoiminta on heikentynyt. Missä määrin muihin kehon soluihin vaikuttaa, tietoa ei vielä ole riittävästi.