Kinesin reprezintă un complex de anumite motorii proteine în celulele eucariote. Alături de alte motoare proteine cum ar fi dinina sau miozina și alte proteine structurale, este implicată în asamblarea citoscheletului. Acesta servește la transportul macromoleculelor, veziculelor și organelor celulare din citoplasmă sau nucleu către membranele celulare.
Ce este kinesin?
Kinesinele sunt un grup de motoare proteine cu proprietăți și funcții similare. Acestea constau din două lanțuri de proteine grele și două ușoare. Pe lanțurile grele de proteine sunt cap regiune, gât, și porțiunea de coadă a moleculei. Lanțurile ușoare de proteine se atașează la porțiunea cozii. Kinesina servește la transportul organelor celulare, veziculelor și biomoleculelor de-a lungul microtubulilor. Microtubulii reprezintă un sistem de șine realizat din proteina tubulină, care crește întotdeauna de la nucleu spre membrana celulara. Capătul microtubulului în creștere se numește capătul plus. Astfel, kinesina transportă biochimice și organite celulare numai în direcția capătului plus (transport anterograd). Transportul în direcția capătului minus (transport retrograd) este determinat de un complex de alte proteine motorii, dinina. Kinesin există ca un dimer. În structura cuaternară a proteinei, cele două lanțuri grele și cele două lanțuri ușoare formează un complex proteic, care nu are nicio legătură covalentă între lanțurile proteice individuale. Astfel, kinesina are două domenii motorii (cap domenii) care sunt responsabile de mișcare de-a lungul microtubulilor.
Funcția, acțiunea și rolurile
Funcția principală a kinesinei este de a transporta componentele celulare și molecule din interiorul celulei către membranele celulare. Aceasta include îndepărtarea componentelor celulare degradate din celulă, aducerea enzime pentru secreție, secretare hormoni, aducând proteine de membrană de la locul sintezei la membrană și multe altele. Substanțele de semnalizare pentru comunicarea între celule sunt, de asemenea, transportate în zona extracelulară. În neuroni, de exemplu, neurotransmițătorii sunt transportați în vezicule de la nucleul celulei la axoni și sinapselor. De acolo, neurotransmițătorii sunt folosiți pentru a transmite semnale către alte celule nervoase. Veziculele, organitele celulare sau biomoleculele se leagă de kinesine prin intermediul proteinelor de conectare. Cu ajutorul celor două domenii motorii (capete), complexul kinesin rulează de-a lungul microtubulului. În acest proces, legarea unuia cap este eliberat în mod repetat prin transferul de energie prin scindarea ATP la ADP, în timp ce legarea celuilalt cap de kinesină este inițial reținută. Cu toate acestea, regiunea capului detașat se leagă imediat din nou de un alt loc de legare al microtubulului în direcția capătului plus, în timp ce, în același timp, celălalt domeniu cap se detașează sub scindarea ATP. Scindarea ATP la ADP la locul de legare al kinesinei pe microtubuli are ca rezultat schimbarea conformațională a întregului complex de kinesină, care declanșează locomoția acestuia. Acest proces se repetă până când complexul de kinesină ajunge la membrana celulara. La destinație, organitele celulare sau molecule de transportat sunt scindate din complexul kinesin.
Formare, apariție, proprietăți și valori optime
Kinesina se găsește în toate celulele eucariote. Printre acestea, există o varietate de proteine kinesin. Cu toate acestea, acest complex proteic s-a schimbat puțin în filogenia organismelor eucariote din regiunea capului importantă din punct de vedere funcțional. Funcția sa este exact aceeași în eucariotele unicelulare, cum ar fi amibele, ca și în organismele multicelulare ale regnelor animale și vegetale. Kinesina transportă organite celulare și molecule spre membrana celulara. Interacțiunea kinesinei și microtubulilor reprezintă, de asemenea, un fenomen universal. Modificări genetice minore apar în porțiunea cozii complexului proteic. Această regiune răspunde la componentele în schimbare care trebuie transportate și legate anterior în mod natural de kinesină. Kinesinele nu sunt legate de dinine, care organizează transportul moleculelor și complexelor moleculare de la membrana celulară către nucleu. Cu toate acestea, acestea sunt legate de miozină, care, cu ajutorul actinei, este responsabilă pentru mișcarea musculară și, în interiorul celulei, pentru căile mici de transport ale organelor celulare datorită unor modele de mișcare similare.
Boli și tulburări
În asociere cu mutații la complexul kinesinic, pot apărea tulburări ale transportului intracelular. În cadrul acestor tulburări, există un complex de tulburări neurologice cunoscute sub numele de paraplegii spastice ereditare (HSP). Există peste 50 de tipuri diferite de această tulburare, toate fiind genetice. Mai precis, a fost studiată paralizia spinală spinală SPG 10. În această boală, o mutație are ca rezultat producerea defectuoasă a unui complex de kinesină numit KIF5A. Unele substanțe active și organite celulare sunt transportate incorect și nu mai ajung la locul de acțiune. Acestea sunt substanțe active în special, care sunt necesare în axonii neuronilor. Neuronii corespunzători degenerează și nu mai pot transmite corect impulsurile de mișcare. Această tulburare are un impact asupra picior funcția motorie. Acest lucru duce la creșterea paraliziei spastice a picioarelor. În stadiul avansat al bolii, pacientul afectat este dependent de un scaun cu rotile. Cu toate acestea, paraplegiile spastice sunt un grup de mai multe tulburări cu simptome similare. Ele se bazează pe diferite mutații. Astfel, 48 diferite genă loci ai HSP sunt cunoscuți. Pe lângă restricția de picior funcția motorie, pot apărea și alte simptome neurologice, în funcție de boală. Se suspectează că alte boli neurodegenerative sunt cauzate și de tulburări de transport în interiorul celulei. Cu toate acestea, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a investiga relațiile exacte. Până în prezent, există dovezi din ce în ce mai mari că celulele nervoase în special sunt afectate atunci când funcția kinesinei este perturbată. În ce măsură alte celule ale corpului sunt afectate nu este încă suficient cunoscut.
