Mikrotubuli er proteinfilamenter som har en rørformet struktur, og sammen med aktin og mellomfilamenter danner cytoskjelettet til eukaryote celler. De stabiliserer cellen og deltar også i transport og bevegelse i cellen.
Hva er mikrorør?
Mikrotubuli er rørformede polymerer med proteinstrukturer som er omtrent 24 nm i diameter. Sammen med andre filamenter danner de cytoskjelettet som gir celler styrke og form. I tillegg spiller de også en viktig rolle i cellebevegelse og er også viktige elementer i cilia, flagella, centrioles og nukleære spindler. Mikrotubuli er også veldig viktige i kreft terapi. Noen midler som har en effekt på tumorcelledeling, brukes allerede i form av cellegift eller cytostatika.
Anatomi og struktur
Mikrotubuli består av alfa- og beta-tubulin-dimerer (heterodimerer). Heterodimerer er underenhetene til mikrotubuli, som også kalles protofilamenter. Protofilamentene bygger opp det hule legemet i form av en spiral ved innkalking, med bare alfa-tubulin-enheter i den ene enden og bare beta-tubulin-underenheter i den andre enden. Alfa- og beta-tubulin har egenskapen til å binde 1 molekyl GTP. På alfa-tubulin er GTP irreversibelt bundet. Heterodimerer er fortrinnsvis plassert i plussenden, derfor vokser en mikrotubuli i denne retningen, mens minusenden danner den stabile siden. En mikrorør er mellom ett mikrometer og flere hundre mikrometer langt. Arrangementet av mikrotubuli er enten singlet, duplet eller triplett. Filamentene stammer normalt fra mikrotubuli-organiseringssenteret, som for eksempel inkluderer sentrioler eller basale legemer. I tillegg skiller man ut to forskjellige populasjoner: dynamiske, kortvarige mikrotubuli og stabile, langlivede mikrotubuli. De stabile mikrotubuli utgjør stillaset til flagella, cilia og sentrioler. Videre er langlivede mikrotubuli også funnet i aksoner av nevroner eller i flagella av sperm celler. Der gir de fleksibilitet, stabilitet og mobilitet. Dynamiske mikrorør finnes også der det kreves rask ombygging. I tillegg sørger de for at distribusjon of kromosomer i dattercellene. Mikrotubuli bygges opp eller brytes ned vekselvis, og oppbygging eller nedbrytning skjer hovedsakelig i plussenden. En mikrotubuli vokser til det ikke lenger er nok heterodimerer. Depolymerisering begynner da og forårsaker konsentrasjon av tubulin for å stige igjen og fornyet vekst for å begynne. Ulike stoffer stopper depolymerisering eller polymerisering, disse brukes til å behandle sykdommer.
Funksjon og oppgaver
Mikrotubuli har multifunksjonelle oppgaver. De påvirker ordningen av kromosomer og vesikelbevegelse, som fungerer som et skinnesystem. Vesikkelaktivitet er en forutsetning for transport av motor proteiner. Transporten skjer pga proteiner kinesin og dynein, som er plassert på vesikeloverflaten. Vesikler okkupert av dynein transporteres fra pluss til minusenden, mens vesikler okkupert av kinesin transporteres i motsatt retning. Når individuelle mikrorør monteres, dannes komplekse strukturer. Disse inkluderer sentrioler og basallegemer. Sentrioler er sammensatt av ni mikrotubuli-tripletter bestående av to ufullstendige og en fullstendige mikrotubuli. Basallegemer har samme struktur som sentrioler. De er plassert under celleoverflaten og har funksjonen til å forankre flagella og kinocilia. Kinoceils er sammensatt av et sentralt mikrotubuli-par og ni mikrotubuli-dubletter. Kinoceils finnes overveiende på epitelceller og transporterer små partikler på overflaten av cellen. Cilia består av en plasmamembran og finnes på overflaten av eukaryote celler. Senteret deres består av stabile mikrotubuli arrangert i form av en bunt. Cilia sørger for bevegelse av væske over celleoverflaten. For eksempel brukes de av noen protozoer til å samle matpartikler. Ser mange cilier finnes på epitelceller, hvor de transporterer slimlag som inneholder døde celler eller støvpartikler opp til halsen, slik at de senere kan skilles ut. I tillegg skaper cilia en strøm på egglederveggen slik at oocyttene kan transportert gjennom egglederen. Flagella (flagella) har samme struktur som kinocilia, men de er mye lengre og tjener cellebevegelse. Dette inkluderer for eksempel sperm bevegelse og transport av protozoer.
Sykdommer
Ved primær ciliær dysplasi er kinocilia defekt konstruert og antall dynein molekyler er redusert. Primær ciliær dysplasi er en arvelig sykdom som forekommer svært sjelden og der transportmekanismen som bærer inhalert bakterie og partikler fungerer ikke som de skal. Som et resultat er bevegelsen av kinocilia fraværende eller veldig ukoordinert. Av denne grunn, smusspartikler med bronkial slim eller sekresjon av bihuler kan ikke transporteres riktig, noe som fører til bronkiektasier (irreversibel bronkial dilatasjon), til kronisk bronkitt eller til kronisk bihulebetennelse. Hvis flagellar slå av sperm er forstyrret hos menn, ufruktbarhet inntreffer. I Alzheimers sykdom, endrede mikrotubuli finnes i hjernen til pasienter. I denne sykdommen påvirker enzymet MARK2 proteinet tau. I normale celler er tau bundet til mikrotubuli, og stabiliserer dem. Når MARK2 virker på tau, forekommer imidlertid ustabilitet og forstyrrelser i celletransportsystemet, som er et av kjennetegnene på Alzheimers sykdom.
