Forskjellen mellom mikrotubuli og mikrofilamenter
Share
Hovedforskjell - Mikrotubuli vs Mikrofilamenter
Mikrotubuli og mikrofilamenter er to komponenter i cytoskelettet i en celle. Cytoskelettet er dannet av mikrotubuli, mikrofilamenter og mellomliggende filamenter. Mikrotubuli dannes ved polymerisering av tubulinproteiner. De gir mekanisk støtte til cellen og bidrar til intracellulær transport. Mikrofilamenter dannes ved polymerisering av aktinproteinmonomerer. De bidrar til cellens bevegelse på en overflate. De hovedforskjell mellom mikrotubuli og mikrofilamenter er det mikrotubuli er lange, hule sylindere, består av tubulinprotein enheter mens mikrofilamenter er dobbeltstrengede spiralformede polymerer, bestående av aktinproteiner.
1. Hva er mikrotubuli
- Struktur, Funksjon, Egenskaper
2. Hva er mikrofilamenter
- Struktur, Funksjon, Egenskaper
3. Hva er forskjellen mellom mikrotubuli og mikrofilamenter
Hva er mikrotubuli
Mikrotubuli er polymerer av tubulinprotein funnet overalt i cytoplasma. Mikrotubuli er en av komponentene i cytoplasma. De dannes ved polymerisering av dimer alfa- og beta-tubulin. Polymeren av tubulin kan vokse opp til 50 mikrometer i en svært dynamisk natur. Rørets ytre diameter er rundt 24 nm, og den indre diameteren er rundt 12 nm. Mikrotubuli finnes i eukaryoter og bakterier.
Struktur av mikrotubuli
Eukaryote mikrotubuli er lange og hule sylindriske strukturer. Innerrommet på sylinderen refereres til som lumen. Monomeren av tubulinpolymeren er a / p-tubulin dimer. Denne dimeren forbinder med sin ende-til-ende for å danne en lineær protofilament som deretter er lateralt forbundet med å danne en enkelt mikrotubule. Vanligvis er rundt tretten protofilamenter forbundet i en enkelt mikrotubule. Dermed er aminosyrenivået 50% i hver a og p-tubuliner i polymeren. Molekylvekten til polymeren er rundt 50 kDa. Mikrotubulepolymeren har en polaritet mellom to ender, den ene enden inneholder en a-underenhet, og den andre enden inneholder en p-underenhet. De to ender er således betegnet som henholdsvis (-) og (+) ender.
Figur 1: Struktur av en mikrotubule
Intracellulær organisering av mikrotubuli
Organisering av mikrotubuli i en celle varierer i henhold til celletypen. I epitelceller er (-) ender organisert langs den apikalbasale akse. Denne organisasjonen muliggjør transport av organeller, vesikler og proteiner langs den apikale basale akse i cellen. I mesenkymcelle typer som fibroblaster anker mikrotubuli til sentrosomet, og utstråler deres (+) ende til celleperiferien. Denne organisasjonen støtter fibroblastbevegelsene. Mikrotubuli, sammen med assistenten av motorproteiner, organiserer Golgi-apparatet og endoplasmatisk retikulum. En fibroblastcelle, som inneholder mikrotubuli, er vist i figur 2.
Figur 2: Mikrotubuli i en fibroblastcelle
Mikrotubuli er fluorescerende merket i grønn farge og aktin i rød farge.
Funksjon av mikrotubuli
Mikrotubuli bidrar til å danne cytoskelet, det strukturelle nettverket av cellen. Cytoskelettet gir mekanisk støtte, transport, motilitet, kromosomal segregering og organisering av cytoplasma. Mikrotubuli er i stand til å generere krefter ved kontrahering, og de tillater mobil transport sammen med motoriske proteiner. Mikrotubuli og actinfilamenter gir et indre rammeverk til cytoskelettet og gjør det mulig å forandre sin form mens den beveger seg. Komponenter av det eukaryote cytoskelet er vist i figur 3. Mikrotubuli er farget med grønn farge. Actin filamenter er farget i rød farge og kjerner er farget i blå farge.
Figur 3: Cytoskeleton
Mikrotubuli som er involvert i kromosomal segregering under mitose og meiosis, danner spindel apparater. De er kjerneformet i sentromeren, som er mikrotubuleorganiseringssentrene (MTOC), for å danne spindelapparatet. De er også organisert i basilikumene av cilia og flagella som interne strukturer.
Mikrotubuli tillater genregulering gjennom det spesifikke uttrykket av transkripsjonsfaktorer, som opprettholder differensialuttrykket av gener ved hjelp av dynamisk natur av mikrotubuli.
Assosierte proteiner med mikrotubuli
Forskjellige dynamikker av mikrotubuli som polymeriseringshastighetene, depolymeriseringen og katastrofen reguleres av mikrotubuleassosierte proteiner (MAPs). Tau-proteiner, MAP-1, MAP-2, MAP-3, MAP-4, katanin og fidgeting betraktes som MAPs. Plus-end sporing proteiner (+ TIPs) som CLIP170 er en annen klasse av MAPs. Mikrotubuli er substratene for motorproteiner, som er den siste klassen av MAPs. Dynein, som beveger seg mot (-) enden av mikrotubulen og kinesin, som beveger seg mot (+) enden av mikrotubulen, er de to typer motorproteiner funnet i celler. Motorproteiner spiller en viktig rolle i celledeling og vesikkelhandel. Motorproteiner hydrolyserer ATP for å generere mekanisk energi for transporten.
Hva er mikrofilamenter
Filamenter som består av aktinfilamenter er kjent som mikrofilamenter. Mikrofilamenter er en komponent i cytoskelettet. De dannes ved polymerisering av aktinproteinmonomerer. Et mikrofilament er rundt 7 nm i diameter og består av to tråder i spiralformet natur.
Struktur av mikrofilamenter
De tynneste fiberene i cytoskelettet er mikrofilamenter. Monomeren, som danner mikrofilamentet, kalles globulær actin-underenhet (G-aktin). Et filament av dobbelt-helix kalles filamentøs actin (F-aktin). Mikrofilamernes polaritet bestemmes av bindingsmønsteret av myosin S1-fragmenter i aktinfilamenter. Derfor er den spisse enden kalt (-) enden og den heklete enden kalles (+) -enden. Strukturen til mikrofilamentet er vist i figur 3.
Figur 3: Et mikrofilament
Organisering av mikrofilamenter
Tre av G-actin-monomerene er selvforbundne til å danne en trimer. Actin, som er ATP-bundet, binder med tuppetenden, hydrolyserer ATP. Bindekapasiteten til actinet med de nærliggende underenheter reduseres ved autokatalyserte hendelser inntil den tidligere ATP hydrolyseres. Actin-polymerisering katalyseres av actoklampiner, en klasse av molekylære motorer. Actin-mikrofilamenter i kardiomyocytter er vist, farget med grønn farge i figur 4. Den blå farge viser kjernen.
Figur 4: Mikrofilamenter i kardiomyocytter
Funksjonen av mikrofilamenter
Mikrofilamenter er involvert i cytokinese og celle motilitet som amoeboid bevegelse. Vanligvis spiller de en rolle i celleform, cellekontraktilitet, mekanisk stabilitet, eksocytose og endocytose. Mikrofilamenter er sterke og relativt fleksible. De er motstandsdyktige mot brudd med strekkstyrker og buckling av multi-piconewton kompressorkrefter. Motiliteten til cellen oppnås ved forlengelse av den ene enden og sammentrekning av den andre enden. Mikrofilamenter virker også som actomyosin-drevne kontraktile molekylære motorer, sammen med myosin II-proteiene.
Tilknyttede proteiner med mikrofilamenter
Dannelsen av actinfilamenter reguleres av de tilknyttede proteiner med mikrotubuli som,
- Actin monomerbindende proteiner (thymosin beta-4 og profilin)
- Filament kryssbindere (fascin, fimbrin og alfa-actinin)
- Filament-nukleator eller aktinrelatert protein 2/3 (Arp2 / 3) kompleks
- Filamentavskillende proteiner (gelsolin)
- Filament-end sporing protein (forminer, N-WASP og VASP)
- Filamentstripe-endestykker som CapG.
- Actin depolymeriserende proteiner (ADF / cofilin)
Forskjellen mellom mikrotubuli og mikrofilamenter
Struktur
mikrotubuli: Mikrotubuli er et spiralformet gitter.
microfilaments: Mikrofilament er en dobbelt-helix.
Diameter
mikrotubuli: Mikrotubuli er 7 nm i diameter.
microfilaments: Mikrofilamentet er 20-25 nm i diameter.
sammensetning
mikrotubuli: Mikrotubuli er sammensatt av alfa- og beta-underenheter av protein-tubulin.
microfilaments: Mikrofilamenter består overveiende av kontraktil protein kalt aktin.
Styrke
mikrotubuli: Mikrotubuli er stive og motstår bøyekrefter.
microfilaments: Mikrofilamenter er fleksible og relativt sterke. De motstår buckling på grunn av trykkraft og filamentbrudd ved strekkstyrker.
Funksjon
mikrotubuli: Mikrotubuli hjelper cellefunksjoner som mitose og ulike celletransportfunksjoner.
microfilaments: Mikrofilamenter hjelper celler til å bevege seg.
Assosierte proteiner
mikrotubuli: MAP, + TIP og motoriske proteiner er de tilknyttede proteinene som regulerer dynamikken til mikrotubuli.
microfilaments: Actin-monomerbindende proteiner, filament-kryssbindere, aktinrelaterte protein 2/3 (Arp2 / 3) komplekse og filamentavskillende proteiner er involvert i reguleringen av dynamikken i mikrofilamenter.
Konklusjon
Mikrotubuli og mikrofilamenter er to komponenter i cytoskelettet. Hovedforskjellen mellom mikrotubuli og mikrofilamenter er i deres struktur og funksjon. Mikrotubuli har en lang, hul sylindrisk struktur. De dannes ved polymerisering av tubulinproteiner. Mikrotubulærens viktigste rolle er å gi mekanisk støtte til cellen, involvere seg i kromosomal segregering og opprettholde transporten av komponenter inne i cellen. På den annen side er mikrofilamenter spiralformede, mer sterke og fleksible i forhold til mikrotubuli. De er involvert i bevegelsen av cellen på en overflate. Både mikrotubuli og mikrofilamenter er dynamiske strukturer. Deres dynamiske natur er regulert av tilhørende proteiner med polymerene.
Henvisning:
1. "Microtubule". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 14. mars 2017. Web. 14. mars 2017.
2. "Mikrofilament". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 8. mars 2017. Web. 14. mars 2017.
Bilde Courtesy:
1. "Microtubule-struktur" Av Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com) - Eget arbeid (gjengitt med Maxon Cinema 4D) (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Fluorescerende bildefibroblast" Av James J. Faust og David G. Capco - NIGMS Open Source Image og Video Gallery (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. "Fluorescerende celler" Av (Public Domain) via Commons Wikimedia
4. "Figur 04 05 02" Av CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
5. "Fil: F-aktinfilamenter i kardiomyocytter" Av Ps1415 - Eget arbeid (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
