Kinesin

Kinesin đại diện cho một phức hợp của các protein vận động nhất định trong tế bào nhân thực. Ngoài các protein vận động khác như dynein hoặc myosin và các protein cấu trúc khác, nó tham gia vào việc xây dựng bộ xương tế bào. Nó được sử dụng để vận chuyển các đại phân tử, các túi và các bào quan của tế bào từ tế bào chất hoặc nhân đến màng tế bào.

Kinesin là gì?

Kinesins là một nhóm các protein vận động có các đặc tính và chức năng tương tự. Chúng bao gồm hai chuỗi protein nặng và hai chuỗi nhẹ.Vùng đầu, cổ và phần đuôi của phân tử nằm trên chuỗi protein nặng.

Các chuỗi protein nhẹ gắn vào đuôi. Kinesin được sử dụng để vận chuyển các bào quan của tế bào, các túi và các phân tử sinh học dọc theo các vi ống. Các vi ống đại diện cho một hệ thống đường ray được tạo thành từ tubulin protein, luôn phát triển từ nhân tế bào về phía màng tế bào. Đầu vi ống đang phát triển được gọi là đầu cộng. Điều này có nghĩa là kinesin chỉ vận chuyển các chất sinh học và các bào quan của tế bào theo hướng của đầu cộng (vận chuyển ngược dòng).

Sự vận chuyển theo hướng đầu cuối (vận chuyển ngược dòng) là do một phức hợp các protein vận động khác, dynein. Kinesin ở dạng dimer. Là một phần của cấu trúc bậc bốn của protein, hai chuỗi nặng và hai chuỗi nhẹ tạo thành một phức hợp protein mà không có bất kỳ liên kết cộng hóa trị nào giữa các chuỗi protein riêng lẻ. Kinesin có hai miền vận động (miền đầu) chịu trách nhiệm chuyển động dọc theo các vi ống.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Nhiệm vụ chính của kinesin là vận chuyển các thành phần và phân tử tế bào từ bên trong tế bào ra ngoài màng tế bào. Trong số những thứ khác, các thành phần tế bào bị suy thoái sẽ bị loại bỏ khỏi tế bào, các enzym được tiết ra, các hormone được giải phóng, các protein màng được đưa từ nơi tổng hợp đến màng và nhiều hơn nữa.

Các chất tín hiệu để liên lạc giữa các tế bào cũng được vận chuyển vào khu vực ngoại bào. Ví dụ, ở tế bào thần kinh, chất dẫn truyền thần kinh được vận chuyển trong các túi từ nhân tế bào theo hướng của các sợi trục và khớp thần kinh. Từ đó, các tín hiệu được truyền đến các tế bào thần kinh khác với sự hỗ trợ của các chất dẫn truyền thần kinh. Các túi, bào quan tế bào hoặc phân tử sinh học liên kết với các kinesin thông qua các protein kết nối. Với sự trợ giúp của hai miền vận động (đầu), phức hợp kinesin chạy dọc theo vi ống. Liên kết của một đầu liên tục bị phá vỡ với sự chuyển giao năng lượng bằng cách tách ATP thành ADP, trong khi liên kết của đầu kinesin khác ban đầu được giữ lại.

Tuy nhiên, vùng đầu tách ra ngay lập tức liên kết lại với một vị trí liên kết khác của vi ống theo hướng của đầu cộng, và đồng thời vùng đầu kia sẽ tan ra trong khi phân tách ATP. Sự phân cắt ATP thành ADP tại vị trí liên kết kinesin trên vi ống dẫn đến sự thay đổi cấu trúc của toàn bộ phức hợp kinesin, điều này kích hoạt chuyển động của nó. Quá trình này được lặp lại cho đến khi phức hợp kinesin đã đến màng tế bào. Tại điểm đến, các bào quan hoặc phân tử tế bào cần vận chuyển được tách ra khỏi phức hợp kinesin.

Giáo dục, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu

Kinesin được tìm thấy trong tất cả các tế bào nhân thực. Có nhiều loại protein kinesin. Tuy nhiên, phức hợp protein này hầu như không thay đổi trong lịch sử bộ lạc của các sinh vật nhân chuẩn ở vùng đầu quan trọng về chức năng. Chức năng của nó ở sinh vật nhân thực đơn bào như amip hoàn toàn giống như ở sinh vật đa bào của giới động vật và thực vật. Kinesin vận chuyển các bào quan và phân tử của tế bào về phía màng tế bào. Sự tương tác của kinesin và vi ống cũng là một hiện tượng phổ biến.

Những thay đổi nhỏ về mặt di truyền xảy ra ở phần đuôi của phức hợp protein. Khu vực này phản ứng với các thành phần thay đổi phải được vận chuyển và liên kết tự nhiên với kinesin trước đó. Các kinesin không liên quan đến các dynein, chúng tổ chức vận chuyển các phân tử và phức hợp phân tử từ màng tế bào về phía nhân tế bào. Tuy nhiên, có những mối quan hệ liên quan đến myosin, với sự trợ giúp của actin, chịu trách nhiệm cho chuyển động của cơ và trong tế bào đối với các tuyến vận chuyển nhỏ của các bào quan tế bào do các mô hình chuyển động tương tự.

Bệnh & Rối loạn

Các đột biến trong phức hợp kinesin có thể dẫn đến sự gián đoạn trong quá trình vận chuyển nội bào. Trong bối cảnh của những rối loạn này, một phức hợp các bệnh thần kinh được biết đến, được gọi là chứng liệt cứng di truyền (HSP).

Có hơn 50 loại khác nhau của tình trạng này, tất cả đều là di truyền. Bài kiểm tra chi tiết hơn về liệt cứng cột sống SPG 10. Trong bệnh này, một đột biến dẫn đến sản xuất không chính xác phức hợp kinesin được gọi là KIF5A. Một số thành phần hoạt tính và các bào quan tế bào được vận chuyển không chính xác và không còn đến được vị trí hoạt động. Đây là những hoạt chất đặc biệt cần thiết trong các sợi trục của tế bào thần kinh. Các tế bào thần kinh tương ứng bị thoái hóa và không còn có thể truyền các xung động một cách chính xác.

Rối loạn này ảnh hưởng đến kỹ năng vận động của chân. Điều này dẫn đến tê liệt co cứng của chân ngày càng tăng. Ở giai đoạn nặng của bệnh, bệnh nhân bị phụ thuộc vào xe lăn. Tuy nhiên, liệt nửa người là một nhóm của một số bệnh có các triệu chứng tương tự. Chúng dựa trên các đột biến khác nhau. 48 vị trí gen HSP khác nhau đã được biết đến. Ngoài việc hạn chế các kỹ năng vận động của chân, các triệu chứng thần kinh khác cũng có thể xảy ra tùy theo bệnh.

Người ta tin rằng các bệnh thoái hóa thần kinh khác cũng do rối loạn vận chuyển bên trong tế bào. Tuy nhiên, các cuộc điều tra sâu hơn được yêu cầu để nghiên cứu các mối quan hệ chính xác. Cho đến nay ngày càng có nhiều nhận thức rằng các tế bào thần kinh nói riêng bị suy giảm khi chức năng kinesin bị suy giảm. Các tế bào cơ thể khác bị ảnh hưởng ở mức độ nào, vẫn chưa đủ kiến ​​thức.