Białko motoryczne
białka motoryczne wykorzystujące cytoszkielet do ruchu dzielą się na dwie kategorie w zależności od ich substratu: mikrofilamenty lub mikrotubule. Silniki aktynowe, takie jak miozyna, poruszają się wzdłuż mikrofilamentów poprzez interakcję z aktyną, a silniki mikrotubulowe, takie jak dyneina i kinezyna, poruszają się wzdłuż mikrotubul poprzez interakcję z tubuliną.
istnieją dwa podstawowe typy silników mikrotubulowych: silniki plus-end i silniki minus-end, w zależności od kierunku, w którym „chodzą” wzdłuż kabli mikrotubulowych w komórce.
actin motorsEdit
MyosinEdit
miozyny są nadrodziną białek motorycznych aktyny, które przekształcają energię chemiczną w postaci ATP w energię mechaniczną, generując w ten sposób siłę i ruch. Pierwsza zidentyfikowana miozyna, miozyna II, jest odpowiedzialna za generowanie skurczu mięśni. Myosin II jest wydłużonym białkiem, które powstaje z dwóch łańcuchów ciężkich z głowicami motorycznymi i dwóch łańcuchów lekkich. Każda głowa miozyny zawiera aktynę i miejsce wiązania ATP. Główki miozyny wiążą i hydrolizują ATP, co zapewnia energię do chodzenia w kierunku plus końca włókna aktyny. Miozyna II jest również niezbędna w procesie podziału komórek. Na przykład dwubiegunowe włókna dwubiegunowe miosin II zapewniają siłę skurczu potrzebną do podziału komórki na dwie komórki potomne podczas cytokinezy. Oprócz miozyny II, wiele innych typów miozyny odpowiada za różnorodność ruchów komórek innych niż mięśniowe. Na przykład miozyna bierze udział w organizacji wewnątrzkomórkowej i występowaniu bogatych w aktynę struktur na powierzchni komórki. Myosin V bierze udział w transporcie pęcherzyków i organeli. Miozyna XI bierze udział w cytoplazmatycznym strumieniowaniu, w którym ruch wzdłuż sieci mikrofilamentowych w komórce pozwala organelli i cytoplazmie strumieniować w określonym kierunku. Znanych jest osiemnaście różnych klas miozyn.
Genomowa reprezentacja silników miozyny:
- grzyby (drożdże): 5
- rośliny (Arabidopsis): 17
- owady (Drosophila): 13
- Ssaki (człowiek): 40
- Chromadorea ( nicienie C. elegans): 15
mikrotubule motorsEdit
KinesinEdit
kinezyny są grupą pokrewnych białek motorycznych, które wykorzystują ślad mikrotubulowy w ruchu przedtrzonowym. Są one niezbędne do tworzenia wrzecion w mitotycznej i mejotycznej separacji chromosomów podczas podziału komórki i są również odpowiedzialne za transportowanie mitochondriów, ciał Golgiego i pęcherzyków w komórkach eukariotycznych. Kinezyny mają dwa łańcuchy ciężkie i dwa łańcuchy lekkie na silnik aktywny. Dwie kuliste domeny motoryczne w łańcuchach ciężkich mogą przekształcać energię chemiczną hydrolizy ATP w pracę mechaniczną, aby poruszać się po mikrotubulach. Kierunek, w którym transportowany jest ładunek, może być w kierunku końca plus lub końca minus, w zależności od rodzaju kinezyny. Ogólnie rzecz biorąc, kinezyny z N-końcowymi domenami motorycznymi przesuwają swój ładunek w kierunku dodatnich końców mikrotubul znajdujących się na obrzeżach komórki, podczas gdy kinezyny z C-końcowymi domenami motorycznymi przesuwają ładunek w kierunku ujemnych końców mikrotubul znajdujących się w jądrze. Znane jest czternaście różnych rodzin kinezyn, z dodatkowymi białkami kinezynopodobnymi, których nie można zaklasyfikować do tych rodzin.
Genomowa reprezentacja silników kinezynowych:
- grzyby (drożdże): 6
- rośliny (Arabidopsis thaliana): 61
- owady (Drosophila melanogaster): 25
- Ssaki (człowiek): 45
DyneinEdit
Dyneiny są silnikami mikrotubułowymi zdolnymi do przesuwania wstecznego. Kompleksy dyneinowe są znacznie większe i bardziej złożone niż kinezyny i miozyny. Dyneiny składają się z dwóch lub trzech łańcuchów ciężkich oraz dużej i zmiennej liczby powiązanych łańcuchów lekkich. Dyneiny napędzają transport wewnątrzkomórkowy w kierunku ujemnego końca mikrotubul, który leży w centrum organizacyjnym mikrotubul w pobliżu jądra. Rodzina dynein ma dwie główne gałęzie. Dyneiny aksonemalne ułatwiają bicie rzęsek i wici poprzez szybkie i skuteczne ruchy przesuwne mikrotubul. Inną gałęzią są cytoplazmatyczne dyneiny, które ułatwiają transport ładunków wewnątrzkomórkowych. W porównaniu z 15 typami dyneiny aksonemalnej znane są tylko dwie formy cytoplazmatyczne.
Genomowa reprezentacja silników dyneinowych:
- grzyby (drożdże): 1
- rośliny (Arabidopsis thaliana): 0
- owady (Drosophila melanogaster): 13
- Ssaki (człowiek): 14-15
silniki roślinneedytuj
w przeciwieństwie do zwierząt, grzybów i roślin innych niż naczyniowe, komórki roślin kwitnących nie posiadają silników dyneinowych. Zawierają jednak większą liczbę różnych kinezyn. Wiele z tych specyficznych dla roślin grup kinezyn specjalizuje się w funkcjach podczas mitozy komórek roślinnych. Komórki roślinne różnią się od komórek zwierzęcych tym, że mają ścianę komórkową. Podczas mitozy nowa ściana komórkowa jest budowana przez tworzenie płytki komórkowej rozpoczynającej się w środku komórki. Proces ten jest ułatwiony przez fragmoplast, układ mikrotubul unikalny dla mitozy komórek roślinnych. Budowa płytki komórkowej i ostatecznie nowej ściany komórkowej wymaga kinezynopodobnych białek motorycznych.
innym białkiem motorycznym niezbędnym do podziału komórek roślinnych jest kinezynopodobne białko wiążące kalmodulinę (KCBP), które jest unikalne dla roślin i częściowo kinezyny i częściowo miozyny.