Microtubules: Cấu trúc, chức năng và tầm quan trọng lâm sàng
Các vi ống là cấu trúc tế bào ở dạng hình trụ thực hiện các chức năng cơ bản liên quan đến hỗ trợ, di động và phân chia tế bào, trong số các loại khác. Những sợi tơ này có mặt bên trong các tế bào nhân chuẩn.
Chúng rỗng và đường kính trong của chúng theo thứ tự 25nm, trong khi đường kính ngoài là 25 nm. Chiều dài khác nhau giữa 200 nm và 25 μm. Chúng là những cấu trúc khá năng động, có cực tính xác định, có khả năng phát triển và rút ngắn.
Cấu trúc và thành phần
Các vi ống được cấu thành bởi các phân tử có bản chất protein. Chúng được hình thành từ một protein gọi là tubulin.
Tubulin là một dimer, hai thành phần của nó là α-tubulin và-tubulin. Các xi lanh rỗng bao gồm mười ba chuỗi của dimer này.
Các đầu của một vi ống không giống nhau. Đó là, có một cực của các sợi. Một đầu được gọi là cộng (+) và đầu kia (-).
Các vi ống không phải là một cấu trúc tĩnh, các sợi có thể thay đổi kích thước nhanh chóng. Quá trình tăng trưởng hoặc rút ngắn này diễn ra chủ yếu ở mức cực đoan; Quá trình này được gọi là tự lắp ráp. Sự năng động của các vi ống cho phép các tế bào động vật thay đổi hình dạng của chúng.
Có ngoại lệ. Phân cực này không rõ ràng trong các vi ống bên trong sợi nhánh, trong các tế bào thần kinh.
Các vi ống không được phân phối đồng nhất ở tất cả các dạng tế bào. Vị trí của nó phụ thuộc chủ yếu vào loại tế bào và trạng thái của nó. Ví dụ, trong một số ký sinh trùng đơn bào, các vi ống tạo thành một bộ giáp.
Tương tự như vậy, khi tế bào ở trong một giao diện, các sợi này được phân tán trong tế bào chất. Khi tế bào bắt đầu phân chia, các vi ống bắt đầu tự tổ chức trong trục chính phân bào.
Chức năng
Cytoskeleton
Các tế bào thực vật bao gồm một loạt các sợi, bao gồm các vi ống, các sợi trung gian và các vi chất. Như tên của nó, cytoskeleton chịu trách nhiệm hỗ trợ tế bào, sự vận động và quy định.
Các vi ống được liên kết với các protein chuyên biệt (MAP, viết tắt của tiếng Anh, các protein liên kết với các vi ống) để thực hiện các chức năng của chúng.
Tế bào học đặc biệt quan trọng trong các tế bào động vật, vì chúng thiếu thành tế bào.
Vận động
Các vi ống có vai trò cơ bản trong các chức năng vận động. Chúng phục vụ như một loại đầu mối để các protein liên quan đến chuyển động có thể di chuyển. Tương tự, vi ống là đường và xe đẩy protein.
Cụ thể, kinesin và dynein là các protein được tìm thấy trong tế bào chất. Những protein này liên kết với các vi ống để thực hiện các chuyển động và cho phép huy động vật liệu trong không gian tế bào.
Chúng vận chuyển các mụn nước và di chuyển khoảng cách xa bằng các vi ống. Họ cũng có thể vận chuyển hàng hóa không được tìm thấy trong các túi.
Các protein vận động có một loại cánh tay, và bằng cách thay đổi hình dạng của các phân tử này, sự chuyển động có thể được thực hiện. Quá trình này phụ thuộc vào ATP.
Phân chia tế bào
Đối với sự phân chia tế bào, chúng không thể thiếu cho sự phân bố nhiễm sắc thể hợp lý và công bằng. Các vi ống được lắp ráp và tạo thành trục chính phân bào.
Khi nhân phân chia, các vi ống vận chuyển và phân tách nhiễm sắc thể cho các hạt nhân mới.
Cilios và Flagella
Các vi ống có liên quan đến cấu trúc tế bào cho phép di chuyển: lông mao và khuẩn mao.
Những phần phụ này ở dạng roi mỏng và cho phép tế bào di chuyển ở giữa. Các vi ống tạo điều kiện cho việc lắp ráp các phần mở rộng tế bào này.
Lông mao và khuẩn mao có cấu trúc giống hệt nhau; tuy nhiên, lông mao ngắn hơn (10 đến 25 micron) và thường hoạt động cùng nhau. Đối với chuyển động, lực tác dụng song song với màng. Các lông mao hoạt động như "mái chèo" đẩy tế bào.
Ngược lại, Flagella dài hơn (50 đến 70 micron) và thường thì tế bào biểu hiện một hoặc hai. Lực tác dụng là vuông góc với màng.
Chế độ xem ngang của các phụ lục này thể hiện sự sắp xếp 9 + 2. Danh pháp này đề cập đến sự hiện diện của 9 cặp vi ống hợp nhất bao quanh một cặp trung tâm không hợp nhất.
Chức năng vận động là sản phẩm của hoạt động của các protein chuyên biệt; Dynein là một trong số này. Nhờ ATP, protein có thể thay đổi hình dạng và cho phép di chuyển.
Hàng trăm sinh vật sử dụng các cấu trúc này để di chuyển. Cilia và Flagella có mặt trong các sinh vật đơn bào, trong tinh trùng và trong các động vật đa bào nhỏ, trong số những người khác. Cơ thể cơ bản là cơ quan tế bào bắt nguồn từ lông mao và vi khuẩn.
Máy ly tâm
Các máy ly tâm cực kỳ giống với các cơ quan cơ bản. Các bào quan này là đặc trưng của các tế bào nhân chuẩn, ngoại trừ các tế bào thực vật và các chất bảo vệ nhất định.
Những cấu trúc này có hình dạng thùng. Đường kính của nó là 150 nm và chiều dài là 300-500nm. Các vi ống trong máy ly tâm được tổ chức thành ba sợi nhỏ.
Các trung tâm được đặt trong một cấu trúc gọi là centrosome. Mỗi centrosome bao gồm hai centrioles và một ma trận giàu protein gọi là ma trận màng ngoài tim. Trong sự sắp xếp này, các trung tâm tổ chức các vi ống.
Chức năng chính xác của máy ly tâm và phân chia tế bào chưa được biết chi tiết. Trong một số thí nghiệm nhất định, các máy ly tâm đã được loại bỏ và cho biết tế bào có thể phân chia mà không gặp bất tiện lớn. Các trung tâm chịu trách nhiệm hình thành trục chính phân bào: ở đây các nhiễm sắc thể kết hợp với nhau.
Cây cảnh
Trong thực vật, vi ống có vai trò bổ sung trong sự sắp xếp thành tế bào, giúp tổ chức các sợi cellulose. Ngoài ra, chúng giúp phân chia và mở rộng tế bào trong rau.
Tầm quan trọng lâm sàng và thuốc
Các tế bào ung thư được đặc trưng bởi hoạt động phân bào cao; do đó, việc tìm ra loại thuốc mà mục tiêu của chúng là tập hợp các vi ống sẽ giúp ngăn chặn sự phát triển đó.
Có một loạt các loại thuốc chịu trách nhiệm gây mất ổn định vi ống. Colcemide, colchicine, vincristine và vinblastine ngăn chặn sự trùng hợp của vi ống.
Ví dụ, colchicine được sử dụng để điều trị bệnh gút. Những người khác được sử dụng trong điều trị các khối u ác tính.
