Кінесін являє собою комплекс певних рухових білків в еукаріотичних клітинах, крім інших рухових білків, таких як динеїн або міозин та інші структурні білки, він бере участь у побудові цитоскелету. Застосовується для транспортування макромолекул, везикул і клітинних органел від цитоплазми або ядра до клітинної мембрани.
Що таке кінезин?
Кінезини - це група рухових білків з подібними властивостями та функціями. Вони складаються з двох важких і двох легких білкових ланцюгів.Область голови, шия і хвіст частини молекули розташовані на важких білкових ланцюгах.
Легкі білкові ланцюги прикріплюються до хвоста. Кінезин використовується для транспортування клітинних органел, везикул і біомолекул по мікротрубочках. Мікротрубочки являють собою залізничну систему, що складається з білкового тубуліну, який завжди росте від ядра клітини до клітинної мембрани. Зростаючий кінець мікротрубочки називається так званим плюсом. Це означає, що кінезин транспортує біологічні речовини та клітинні органели лише у напрямку плюс-кінець (антероградний транспорт).
Транспорт у напрямку мінус-кінця (ретроградний транспорт) обумовлений комплексом інших моторних білків, динеїном. Кінезин у формі димеру. У складі четвертинної структури білка дві важкі та дві легкі ланцюги утворюють білковий комплекс, який не має ковалентних зв'язків між окремими білковими ланцюгами. У Кінесіна є два рухові домени (головні домени), які відповідають за рух по мікротрубочках.
Функція, ефект та завдання
Основне завдання кінезину - транспортувати клітинні компоненти та молекули зсередини клітини до клітинної мембрани. Крім усього іншого, з клітини виводяться деградовані клітинні компоненти, виділяються ферменти, виділяються гормони, мембранні білки доставляються з місця синтезу на мембрану та багато іншого.
Сигнальні речовини для зв'язку між клітинами також транспортуються у позаклітинну область. Наприклад, у нейронах нейромедіатори транспортуються всередині везикул з ядра клітини у напрямку до аксонів та синапсів. Звідти сигнали передаються до інших нервових клітин за допомогою нейромедіаторів. Везикули, клітинні органели або біомолекули зв'язуються з кінезинами через сполучні білки. За допомогою двох моторних доменів (голів) кінезиновий комплекс проходить по мікротрубочці. Зв'язування однієї головки багаторазово порушується при передачі енергії шляхом розщеплення АТФ до АДФ, тоді як зв'язування іншої головки кінезину спочатку зберігається.
Однак відірвана область голови негайно зв’язується знову з іншим місцем зв'язування мікротрубочок у напрямку плюсового кінця, і в той же час інший домен головки розчиняється при розщепленні АТФ. Розщеплення АТФ до АДФ у місці зв’язування кінезину на мікротрубочках призводить до зміни конформації всього кінезинового комплексу, що запускає його рух. Цей процес повторюється до тих пір, поки комплекс кінезину не досягне мембрани клітин. За місцем призначення органели клітини або молекули, що підлягають транспортуванню, відокремлюються від кинезинового комплексу.
Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення
Кінезин міститься у всіх еукаріотичних клітинах. Існують різноманітні білки кінезину. Однак цей білковий комплекс майже не змінився в племінній історії еукаріотичних організмів у функціонально важливій області голови. Його функція в одноклітинних еукаріотів, таких як амеба, точно така ж, як у багатоклітинних організмів тваринного і рослинного царства. Кінезин транспортує клітинні органели та молекули до клітинної мембрани. Взаємодія кінезину та мікротрубочок також є універсальним явищем.
Невеликі генетичні зміни відбуваються в хвостовій частині білкового комплексу. Ця зона реагує на зміни компонентів, які потрібно транспортувати і природним чином пов'язати з кинезином заздалегідь. Кінезини не пов'язані з динеїнами, які організовують транспорт молекул і молекулярних комплексів від клітинної мембрани до клітинного ядра. Однак існують споріднені зв’язки з міозином, який за допомогою актину відповідає за рух м’язів, а всередині клітини - за малі транспортні шляхи клітинних органел завдяки подібним моделям руху.
Хвороби та розлади
Мутації в комплексі кінезину можуть призвести до порушень внутрішньоклітинного транспорту. У контексті цих розладів відомий комплекс неврологічних захворювань, які називають спадковою спастичною параплегією (ХСП).
Існує понад 50 різних типів цього стану, всі вони є генетичними. Спастичний спинальний параліч SPG 10 був вивчений більш докладно. При цьому захворюванні мутація призводить до неправильного вироблення кінезинового комплексу під назвою KIF5A. Деякі діючі речовини та клітинні органели транспортуються неправильно і більше не досягають місця дії. Це особливо активні речовини, які потрібні в аксонах нейронів. Відповідні нейрони вироджуються і вже не можуть належним чином передавати імпульси руху.
Цей розлад впливає на моторику ніг. Це призводить до посилення спастичного паралічу ніг. У запущених стадіях захворювання уражений хворий знаходиться на інвалідному візку. Однак спастична параплегія - це група декількох захворювань з подібними симптомами. Вони засновані на різних мутаціях. Відомо 48 різних локацій генів HSP. Окрім обмеження рухових навичок ніг, в залежності від захворювання можуть виникати й інші неврологічні симптоми.
Вважається, що інші нейродегенеративні захворювання також викликані транспортними порушеннями всередині клітини. Однак необхідні подальші дослідження для дослідження точних взаємозв'язків. Поки зростає усвідомлення того, що, зокрема, нервові клітини порушуються при порушенні функції кінезину. Наскільки впливають інші клітини організму, ще недостатньо знань.
