Mikrotubulus

Mikrotubulus adalah filamen protein yang memiliki struktur tubular dan bersama dengan aktin dan filamen intermediet membentuk sitoskeleton sel eukariotik. Mereka menstabilkan sel dan juga berkontribusi pada pengangkutan dan pergerakan di dalam sel.

Apa itu mikrotubulus?

Mikrotubulus adalah polimer tubular yang struktur proteinnya memiliki diameter sekitar 24 nm. Bersama dengan filamen lain, mereka membentuk sitoskeleton, yang memberi kekuatan dan bentuk sel. Selain itu, mereka juga memainkan peran penting dalam pergerakan sel dan juga merupakan elemen penting dari silia, flagela, sentriol, dan gelendong inti. Mikrotubulus juga sangat penting untuk terapi kanker. Beberapa bahan aktif yang berpengaruh pada pembelahan sel tumor sudah digunakan dalam bentuk agen kemoterapi atau sitostatik.

Anatomi & struktur

Mikrotubulus terdiri dari dimer tubulin alfa dan beta (heterodimer). Heterodimer adalah subunit mikrotubulus, yang juga dikenal sebagai protofilamen. Protofilamen membangun tubuh berlubang dalam bentuk spiral dengan disuperposisikan, dengan hanya unit alfa-tubulin di satu ujung dan hanya sub-unit beta-tubulin di ujung lainnya. Tubulin alfa dan beta memiliki sifat mengikat 1 molekul GTP. GTP terikat secara ireversibel ke alfa tubulin.

Heterodimer lebih disukai terletak di ujung plus, sehingga mikrotubulus tumbuh ke arah ini, sedangkan ujung minus membentuk sisi stabil. Mikrotubulus berukuran antara satu mikrometer dan beberapa ratus mikrometer. Mikrotubulus disusun sebagai singlet, doublet atau triplet. Filamen biasanya berasal dari pusat pengorganisasian mikrotubulus, termasuk, misalnya, sentriol atau badan basal. Selain itu, perbedaan dibuat antara dua populasi yang berbeda: mikrotubulus dinamis, berumur pendek dan stabil, berumur panjang. Mikrotubulus stabil mewakili kerangka flagela, silia dan sentriol.

Mikrotubulus berumur panjang juga terjadi di akson neuron atau di flagela sel sperma. Di sana mereka memastikan fleksibilitas, stabilitas, dan mobilitas. Mikrotubulus dinamis juga dapat ditemukan di mana renovasi cepat diperlukan. Selain itu, mereka memastikan distribusi kromosom di sel anak perempuan. Mikrotubulus dibangun atau dipecah secara bergantian, dengan penumpukan dan kerusakan terutama terjadi di ujung plus. Mikrotubulus tumbuh sampai tidak ada lagi heterodimer yang cukup.

Kemudian depolimerisasi dimulai, di mana konsentrasi tubulin meningkat lagi dan pertumbuhan baru dimulai. Zat yang berbeda mencegah depolimerisasi atau polimerisasi, ini digunakan untuk mengobati penyakit.

Fungsi & tugas

Mikrotubulus memiliki tugas multifungsi. Mereka mempengaruhi susunan kromosom dan pergerakan vesikel, yang bekerja seperti sistem rel. Aktivitas vesikel merupakan prasyarat untuk pengangkutan protein mesin. Pengangkutan terjadi karena protein kinesin dan dynein, yang terletak di permukaan vesikel. Vesikel yang dilapisi dengan dynein diangkut dari ujung plus ke ujung minus, sedangkan vesikel yang dilapisi dengan kinesin diangkut ke arah yang berlawanan.

Jika mikrotubulus individu menumpuk, struktur kompleks terbentuk. Ini termasuk sentriol dan badan basal. Sentriol terdiri dari sembilan mikrotubulus triplet, yang terdiri dari dua mikrotubulus tidak lengkap dan satu mikrotubulus lengkap. Badan basal memiliki struktur yang sama dengan sentriol. Mereka terletak di bawah permukaan sel dan memiliki tugas untuk mengikat flagela dan silia. Kinocilia terdiri dari sepasang pusat mikrotubulus dan sembilan doublet mikrotubulus. Kinocilia terjadi terutama pada sel epitel dan mengangkut partikel kecil di permukaan sel. Silia terdiri dari membran plasma dan ditemukan di permukaan sel eukariotik.

Pusatnya terdiri dari mikrotubulus stabil yang disusun dalam bentuk bundel. Silia bertanggung jawab atas pergerakan cairan melintasi permukaan sel. Misalnya, mereka digunakan oleh beberapa protozoa untuk mengumpulkan partikel makanan. Banyak silia ditemukan di sel epitel, di mana mereka mengangkut lapisan lendir dengan sel mati atau partikel debu ke tenggorokan sehingga dapat dikeluarkan nanti.

Selain itu, silia membuat arus pada dinding tuba falopi sehingga sel telur dapat diangkut melalui tuba falopi. Flagela (flagela) memiliki struktur yang sama dengan sinema silia, tetapi lebih panjang dan digunakan untuk penggerak sel. Ini termasuk, misalnya, pergerakan sperma dan pengangkutan protozoa.

Anda dapat menemukan obat Anda di sini

Penyakit

Pada displasia siliaris primer, kinosilia rusak dan jumlah molekul dynein berkurang. Displasia siliaris primer adalah penyakit keturunan yang sangat langka dimana mekanisme transportasi yang membawa bakteri dan partikel yang terhirup tidak bekerja dengan baik. Akibatnya, pergerakan kinocilia menjadi hilang atau sangat tidak terkoordinasi.

Karena alasan ini, partikel kotoran tidak dapat diangkut dengan baik dengan lendir bronkial atau sekresi sinus paranasal, yang menyebabkan bronkiektasis (pelebaran bronkus ireversibel), bronkitis kronis atau sinusitis kronis. Jika denyut flagela sperma pada pria terganggu, maka terjadi kemandulan. Dalam konteks penyakit Alzheimer, mikrotubulus yang berubah ditemukan di otak pasien. Pada penyakit ini, enzim MARK2 mempengaruhi protein tau. Dalam sel normal, tau terikat pada mikrotubulus, sehingga menstabilkannya. Namun, saat MARK2 bekerja pada tau, terjadi ketidakstabilan pada sitoskeleton dan gangguan pada sistem transpor sel, yang merupakan salah satu ciri khas penyakit Alzheimer.