Proteina motorie
proteinele motorii care utilizează citoscheletul pentru mișcare se încadrează în două categorii pe baza substratului lor: microfilamente sau microtubuli. Motoarele de actină, cum ar fi miozina, se deplasează de-a lungul microfilamentelor prin interacțiunea cu actina, iar motoarele de microtubuli, cum ar fi dineina și kinesina, se deplasează de-a lungul microtubulilor prin interacțiunea cu tubulina.
există două tipuri de bază de motoare microtubule: motoare plus-end și motoare minus-end, în funcție de direcția în care „merg” de-a lungul cablurilor microtubulilor din interiorul celulei.
Actin motorsEdit
MyosinEdit
Miozinele sunt o superfamilie de proteine motorii de actină care transformă energia chimică sub formă de ATP în energie mecanică, generând astfel forță și mișcare. Prima miozină identificată, miozina II, este responsabilă pentru generarea contracției musculare. Myosina II este o proteină alungită care este formată din două lanțuri grele cu capete de motor și două lanțuri ușoare. Fiecare cap de miozină conține actină și situs de legare ATP. Capetele de miozină se leagă și hidrolizează ATP, care furnizează energia pentru a merge spre capătul plus al unui filament de actină. Myosin II sunt, de asemenea, vitale în procesul de diviziune celulară. De exemplu, filamentele groase bipolare non-musculare miozină II asigură forța de contracție necesară pentru a împărți celula în două celule fiice în timpul citokinezei. În plus față de miozina II, multe alte tipuri de miozină sunt responsabile pentru varietatea mișcării celulelor non-musculare. De exemplu, miozina este implicată în organizarea intracelulară și proeminența structurilor bogate în actină la suprafața celulei. Myosina V este implicată în transportul veziculelor și organitelor. Miozina XI este implicată în fluxul citoplasmatic, în care mișcarea de-a lungul rețelelor de microfilamente din celulă permite organitelor și citoplasmei să curgă într-o anumită direcție. Sunt cunoscute optsprezece clase diferite de miozine.
reprezentarea genomică a motoarelor cu miozină:
- ciuperci (drojdie): 5
- plante (Arabidopsis): 17
- insecte (Drosophila): 13
- Mamifere (umane): 40
- Chromadorea (nematod C. elegans): 15
Microtubule motorsEdit
KinesinEdit
Kinesinele sunt un grup de proteine motorii înrudite care utilizează o pistă de microtubuli în mișcarea anterogradă. Ele sunt vitale pentru formarea fusului în separarea cromozomilor mitotici și meiotici în timpul diviziunii celulare și sunt, de asemenea, responsabile pentru deplasarea mitocondriilor, a corpurilor Golgi și a veziculelor din celulele eucariote. Kinesinele au două lanțuri grele și două lanțuri ușoare pe motor activ. Cele două domenii motorii ale capului globular din lanțurile grele pot converti energia chimică a hidrolizei ATP în lucrări mecanice pentru a se deplasa de-a lungul microtubulilor. Direcția în care este transportată încărcătura poate fi spre capătul plus sau minus, în funcție de tipul de kinesină. În general, kinesinele cu domenii motorii n-terminale își deplasează încărcătura spre capetele plus ale microtubulilor localizați la periferia celulei, în timp ce kinesinele cu domenii motorii C-terminale deplasează încărcătura spre capetele minus ale microtubulilor localizați la nucleu. Sunt cunoscute paisprezece familii distincte de kinesină, cu unele proteine suplimentare asemănătoare kinesinei care nu pot fi clasificate în aceste familii.
reprezentarea genomică a motoarelor kinesinice:
- ciuperci (drojdie): 6
- plante (Arabidopsis thaliana): 61
- insecte (Drosophila melanogaster): 25
- Mamifere (umane): 45
DyneinEdit
Dyneins sunt motoare microtubulare capabile de o mișcare de alunecare retrogradă. Complexele dinein sunt mult mai mari și mai complexe decât motoarele de kinesină și miozină. Dininele sunt compuse din două sau trei lanțuri grele și un număr mare și variabil de lanțuri ușoare asociate. Dyneins conduce transportul intracelular spre capătul minus al microtubulilor care se află în centrul de organizare a microtubulilor din apropierea nucleului. Familia dynein are două ramuri majore. Dyneinele axonemale facilitează bătăile cililor și flagelelor prin mișcări rapide și eficiente de alunecare a microtubulilor. O altă ramură este dineinele citoplasmatice care facilitează transportul încărcăturilor intracelulare. Comparativ cu 15 tipuri de dineină axonemală, sunt cunoscute doar două forme citoplasmatice.
reprezentarea genomică a motoarelor dinein:
- ciuperci (drojdie): 1
- plante (Arabidopsis thaliana): 0
- insecte (Drosophila melanogaster): 13
- Mamifere (umane): 14-15
motor specific plantelor
spre deosebire de animale, ciuperci și plante non-vasculare, celulele plantelor cu flori nu au motoare dinein. Cu toate acestea, ele conțin un număr mai mare de kinesine diferite. Multe dintre aceste grupuri de kinezină specifice plantelor sunt specializate pentru funcții în timpul mitozei celulelor vegetale. Celulele vegetale diferă de celulele animale prin faptul că au un perete celular. În timpul mitozei, noul perete celular este construit prin formarea unei plăci celulare care începe în centrul celulei. Acest proces este facilitat de un phragmoplast, o matrice de microtubuli unică mitozei celulare vegetale. Construirea plăcii celulare și, în cele din urmă, a noului perete celular necesită proteine motorii asemănătoare kinesinei.
o altă proteină motorie esențială pentru diviziunea celulară a plantelor este proteina de legare a calmodulinei asemănătoare kinesinei (KCBP), care este unică pentru plante și parte kinesină și parte miozină.