İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Hücre İçindeki Mikrotübüllerin Temel Fonksiyonları
- Bunlar: Mikro Tüp Bileşenleri ve Yapı
- Mikrotüpler ve Hücreler Hücre İskeleti
- Mikrotüpler ve Dinamik İstikrarsızlık
- Mikrotüpler, Hücre Bölünmesi ve Mitotik Mil
- Mikrotübüller Kirpikler ve Flagelluma Yapı Verir
- Kirpikler ve Flagellum Hareketi
- Hücreler Taşıma Sistemi
- Microtubule Motorların İki Ana Grubu
- Hala Devam Eden Çalışmalar
Mikro tüpler tam olarak nasıl ses çıkarırlar: ökaryotik hücrelerde bulunan mikroskobik oyuk tüpler ve hücre için yapı ve motor fonksiyonları sağlayan bazı prokaryotik bakteri hücreleri. Biyoloji öğrencileri çalışmaları sırasında yalnızca iki tür hücre olduğunu öğrenirler: prokaryotik ve ökaryotik.
Prokaryotik hücreler, tüm yaşamın biyolojik bir sınıflandırma sistemi olan Linnaean taksonomisi sistemi altında bulunan Archaea ve Bakteri alanlarında bulunan tek hücreli organizmaları oluştururken, ökaryotik hücreler, protist, bitki, hayvan ve mantar krallıklarını denetleyen Eukarya bölgesi altına düşmektedir. . Monera krallığı bakterileri ifade eder. Mikrotübüller, hücresel yaşam için önemli olan hücre içindeki çoklu fonksiyonlara katkıda bulunur.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Mikro tüpler hücrelerin şeklini korumalarına yardımcı olan küçük, içi boş, boncuk benzeri tübüler yapılardır. Mikro filamentler ve ara filamentler ile birlikte, hücrenin hücre iskeletini oluştururlar ve aynı zamanda hücre için çeşitli motor fonksiyonlarına katılırlar.
Hücre İçindeki Mikrotübüllerin Temel Fonksiyonları
Hücrenin hücre iskeletinin bir parçası olarak, mikrotüpler şunlara katkıda bulunur:
Bunlar: Mikro Tüp Bileşenleri ve Yapı
Mikro tüpler küçük, içi boş, boncuk benzeri borular veya tübülin polimerlerinden ve küresel proteinlerden oluşan 13 protofilamandan oluşan bir çember içinde yapılmış duvarlara sahip tüplerdir. Mikro tüpler boncuklu Çin parmak tuzaklarının minyatür versiyonlarına benzer. Mikro tüpler, genişlikleri boyunca 1000 kat büyüyebilir. Dimerler topluluğu tarafından üretilen - tek bir molekül veya alfa ve beta tubülinin bir araya getirildiği iki özdeş molekül - mikrotüpler hem bitkide hem de hayvan hücrelerinde bulunur.
Bitki hücrelerinde, mikrotübüller, hücre içindeki birçok yerde oluşur, fakat hayvan hücrelerinde, mikrotübüller, hücre çekirdeğinde de bulunan ve hücre çekirdeğine yakın bir organel olan centrozomda başlar. Eksi uç, mikrotüpün ekli ucunu temsil ederken, bunun karşıtı artı uçtur. Mikrotübül, tübülin dimerlerinin polimerizasyonu yoluyla artı uçta büyür ve mikrotübüller, serbest kaldıkça büzülür.
Mikro tüpler, hücreye, kompresyona direnç göstermesine yardımcı olacak ve veziküllerin (proteinleri ve diğer yükleri taşıyan kese benzeri yapılar) hücre içinde hareket ettiği bir otoyol sağlayacak şekilde yapı verir. Mikro tüpler ayrıca çoğaltılmış kromozomları bölme sırasında bir hücrenin zıt uçlarına ayırır. Bu yapılar, tek başlarına ya da merkezcil, kirpik ya da flagella gibi daha karmaşık yapılar oluşturmak için hücrenin diğer öğeleri ile birlikte çalışabilir.
Yalnızca 25 nanometrelik çaplarla, mikrotüpler genellikle hücrenin ihtiyaç duyduğu kadar çabuk dağılır ve yeniden şekillenir. Tubulinin yarı ömrü sadece bir gündür, ancak sabit bir kararsızlık durumunda oldukları için bir mikro tüp sadece 10 dakika boyunca mevcut olabilir. Bu tür kararsızlığa dinamik dengesizlik denir ve mikrotüpler, hücre ihtiyaçlarına cevap verecek şekilde birleştirilebilir ve demonte edilebilir.
Mikrotüpler ve Hücreler Hücre İskeleti
Hücre iskeletini oluşturan bileşenler üç farklı protein türünden yapılmış elementleri içerir - mikrofilamentler, ara filamentler ve mikrotübüller. Bu protein yapılarının en dar olanı, protein aktin ("ince" filamentler olarak da bilinen uzun, ince lifler) kas hücrelerinin kasılmasına yardımcı olan ve aynı zamanda ince hücreli lifler olarak da adlandırılan, iplik benzeri bir protein oluşumu olan miyozin ile ilişkili mikrofilamentleri içerir. hücreye sertlik ve şekil.
Mikrofilamentler, ortalama çapı 4 ila 7 nm arasında olan küçük çubuk benzeri yapılar da, hücre iskeletinde yaptıkları işe ek olarak hücresel harekete katkıda bulunur. Ortalama 10 nm çapında olan ara filamentler, hücre organellerini ve çekirdeği sabitleyerek bağlanmalar gibi hareket eder. Ayrıca hücrenin gerginliğe dayanmasına yardımcı olurlar.
Mikrotüpler ve Dinamik İstikrarsızlık
Mikro tüpler tamamen kararlı görünebilir, ancak sürekli akı içindedirler. Herhangi bir anda, mikrotüplerin grupları çözünme sürecinde olabilir, diğerleri ise büyüme sürecinde olabilir. Mikrotübül büyüdükçe, heterodimerler (iki polipeptit zincirinden oluşan bir protein) tekrar kullanım için küçüldüğünde çıkan mikrotübülün ucuna kapaklar sağlar. Mikrotübüllerin dinamik dengesizliği, gerçek bir dengenin aksine sabit bir durum olarak kabul edilir, çünkü içsel dengesizliğe sahiptir - form içine girip çıkarlar.
Mikrotüpler, Hücre Bölünmesi ve Mitotik Mil
Hücre bölünmesi sadece yaşamı yeniden üretmek için değil, eski hücreleri yenileştirmek için de önemlidir. Mikro tüpler, anafaz sırasında çoğaltılan kromozomların göçünde rol oynayan mitotik iğ oluşumuna katkıda bulunarak hücre bölünmesinde önemli bir rol oynar. Bir "makromoleküler makine" olarak, mitotik mil iki kopya hücre oluştururken çoğaltılan kromozomları zıt taraflara ayırır.
Eklenmiş uç eksi ve kayan uç pozitif olan mikrotüplerin kutupları, onu bipolar iş mili gruplaması ve amacı için kritik ve dinamik bir öğe yapar. Milin iki kutuplu yapıdan yapılmış kutupları, kopyalanmış kromozomların güvenli bir şekilde ayrılmasına ve ayrılmasına yardımcı olur.
Mikrotübüller Kirpikler ve Flagelluma Yapı Verir
Mikrotübüller ayrıca hücrenin hareket etmesine yardımcı olan ve silia, centrioles ve flagella'nın yapısal unsurları olan katkıda bulunur. Örneğin, erkek sperm hücresi, arzu edilen yerine, dişi ovuma ulaşmasına yardımcı olan uzun bir kuyruğa sahiptir. Bir flagellum (çoğul flagella) denir, bu uzun, iplik benzeri kuyruk hücre hareketine güç vermek için plazma zarının dışından uzanır. Çoğu hücrede - onları olan hücrelerde - genellikle bir ila iki flagella bulunur. Hücrede kirpikler mevcut olduğunda, birçoğu, hücrelerin dış yüzeyindeki zarın tam yüzeyi boyunca yayılır.
Örneğin, bir kadın organizmalarını düzenleyen hücrelerdeki kirpikler Fallop tüplerini örneğin ovumu uterus yolculuğundaki sperm hücresiyle kaderle buluşmasına yardımcı olur. Ökaryotik hücrelerin flagella ve kirpikleri prokaryotik hücrelerde bulunanlarla aynı değildir. Aynı şekilde mikro tüplerle inşa edilmiş olan biyologlar, mikro tüp düzeneğini "9 + 2 dizisi" olarak adlandırırlar, çünkü bir flagellum veya siliyer, merkezde bir mikro tüp ikilisi çevreleyen bir halkadaki dokuz mikro tüp çiftinden oluşur.
Mikro tüp fonksiyonları, hücre içindeki enzim ve diğer kimyasal aktiviteler için tubulin proteinlerini, bağlantı yerlerini ve koordinasyon merkezlerini gerektirir. Kirpikler ve flagellalarda, tubulin, dinein kolları, nexin bağlantıları ve radyal konuşmacı gibi diğer yapılardan gelen katkıları içeren mikro borunun merkezi yapısına katkıda bulunur. Bu elementler, mikrotüpler arasındaki iletişime izin vererek, aktin ve miyozin filamentlerinin kas kasılması sırasında hareket etmesine benzer şekilde bir arada tutulur.
Kirpikler ve Flagellum Hareketi
Hem kirpikler hem de flagellum mikrotubule yapılardan oluşsa da, hareket şekilleri belirgin şekilde farklıdır. Tek bir flagellum, hücreyi bir balık kuyruğunun bir balığı bir yandan diğer yana kırbaç hareketi ile ileri doğru hareket ettirdiği şekilde hareket ettirir.Bir çift flagella, yüzücülerin göğüs vuruşlarını okuduklarında nasıl çalıştığı gibi, hücreyi ileri itmek için hareketlerini senkronize edebilir.
Flagellumdan çok daha kısa olan kirpikler hücrenin dış zarını örter. Sitoplazma, hücrelerin gitmesi gereken yönde ilerlemesi için koordineli bir şekilde hareket etmesi için kirpikleri işaret eder. Bir bando grubu gibi, uyumlaştırılmış hareketleri de aynı davulcuya doğru adım adım ilerliyor. Bireysel olarak, bir kirpik veya flagellums hareketi tek bir kürek gibi hareket eder, hücreyi gitmesi gereken yönde ilerletmek için besiyerinden güçlü bir vuruşla geçer.
Bu aktivite saniyede düzinelerce darbede ortaya çıkabilir ve bir vuruş binlerce silinin koordinasyonunu içerebilir. Mikroskop altında, kirpiklerin ortamlarındaki engellere ne kadar hızlı tepki verdiklerini hızlıca yön değiştirerek görebilirsiniz. Biyologlar hala nasıl bu kadar hızlı tepki verdiklerini araştırıyorlar ve hücrenin iç kısımlarının kirillere ve flagella'ya nasıl, ne zaman ve nereye gideceklerini anlattıkları iletişim mekanizmasını henüz keşfetmediler.
Hücreler Taşıma Sistemi
Mikro tüpler, hücre içinde mitokondri, organel ve vezikülleri hareket ettirmek için hücre içindeki taşıma sistemi olarak görev yapar. Bazı araştırmacılar, bu işlemin konveyör bantlarına benzeyen mikro tüpleri benzeterek çalıştığını belirtirken, diğer araştırmacılar bunlara mitokondri, organeller ve veziküllerin hücre içinde hareket ettiği bir iz sistemi olarak atıfta bulunur.
Hücredeki enerji fabrikaları olarak, mitokondri, her ikisi de biyokimyasal süreçler - solunum ve enerji üretiminin gerçekleştiği yapılar veya küçük organlardır. Organeller, hücre içinde her biri kendi işlevlerine sahip çok sayıda küçük fakat özel yapıdan oluşur. Veziküller, sıvıları veya hava gibi diğer maddeleri içerebilen kese benzeri yapılardır. Vesiküller, plazma membranından oluşur ve lipit iki tabakası ile çevrelenmiş küre benzeri bir kesenin oluşturulması için çimdiklenir.
Microtubule Motorların İki Ana Grubu
Mikro tüplerin boncuk benzeri yapısı, hücre içindeki vezikülleri, organelleri ve diğer elementleri gitmek zorunda oldukları yerlere taşımak için bir taşıma bandı, palet veya otoyol görevi görür. Ökaryotik hücrelerde bulunan mikro tüp motorları arasında kinesinlerMikro tüpün artı ucuna hareket eden - büyüyen uç - ve dyneins mikrotübülün plazma zarına bağlandığı zıt veya eksi uca hareket eden.
"Motor" proteinleri olarak, kinesinler, hücre, adenosin trifosfat veya ATP'nin enerji para biriminin hidrolizinin gücü yoluyla mikrotübül filamentleri boyunca organelleri, mitokondri ve vezikülleri hareket ettirir. Diğer motor proteini olan dynein, ATP'de depolanan kimyasal enerjiyi dönüştürerek, bu yapıları mikrotüplü filamentler boyunca hücrenin eksi ucuna doğru zıt yönde yürür. Hem kinesinler hem de dininler, hücre bölünmesi sırasında kullanılan protein motorlarıdır.
Son araştırmalar, dynein proteinlerinin mikrotüpün eksi tarafının sonuna doğru yürüdüklerinde düşmek yerine orada toplandıklarını göstermektedir. Bazı bilim adamlarının "aster" dedikleri şeyi oluşturmak için başka bir mikrotübül bağlamak için bu yayılma boyunca zıplarlar, bilim adamlarının çoklu mikrotübülleri tek bir konfigürasyona dönüştürerek mitotik iğ oluşumunda önemli bir süreç olduğunu düşünüyorlardı.
Mitotik iş mili, hücre iki kız hücre oluşturmak için ayrılmadan hemen önce kromozomları zıt uçlara sürükleyen "futbol şeklinde" bir moleküler yapıdır.
Hala Devam Eden Çalışmalar
Hücresel yaşam çalışması, 16. yüzyılın ikinci yarısında ilk mikroskobun icadından bu yana devam etmektedir, ancak sadece hücresel biyolojide ilerlemelerin gerçekleştiği son birkaç on yılda olmuştur. Örneğin, araştırmacılar 1985'te video proteinli bir ışık mikroskobu kullanarak motor protein kinesin-1'i keşfetti.
Bu noktaya kadar, motor proteinleri araştırmacılar tarafından bilinmeyen gizemli moleküllerin bir sınıfı olarak vardı. Teknoloji geliştikçe ve çalışmalar devam ettikçe, araştırmacılar hücrenin iç işleyişinin bu kadar sorunsuz bir şekilde nasıl çalıştığı hakkında öğrenebilecekleri her şeyi bulmak için hücreye derinlemesine girmeyi umuyorlar.