Kinesin đại diện cho một phức hợp của một số động cơ nhất định protein trong tế bào nhân thực. Cùng với động cơ khác protein chẳng hạn như dynein hoặc myosin và các protein cấu trúc khác, nó tham gia vào quá trình lắp ráp bộ xương tế bào. Nó phục vụ cho việc vận chuyển các đại phân tử, túi và các bào quan của tế bào từ tế bào chất hoặc nhân đến màng tế bào.
Kinesin là gì?
Kinesins là một nhóm động cơ protein với các thuộc tính và chức năng tương tự. Chúng bao gồm hai chuỗi protein nặng và hai chuỗi nhẹ. Trên các chuỗi protein nặng là cái đầu khu vực, cổ, và phần đuôi của phân tử. Các chuỗi protein nhẹ gắn vào phần đuôi. Kinesin làm nhiệm vụ vận chuyển các bào quan, túi và phân tử sinh học của tế bào dọc theo các vi ống. Các vi ống đại diện cho một hệ thống các đường ray cấu tạo từ tubulin protein, luôn phát triển từ nhân về phía màng tế bào. Phần cuối của vi ống đang phát triển được gọi là đầu cộng. Do đó, kinesin chỉ vận chuyển các chất sinh hóa và các bào quan của tế bào theo hướng của đầu cộng (vận chuyển ngược dòng). Vận chuyển theo hướng đầu cuối (vận chuyển ngược dòng) được thúc đẩy bởi một phức hợp các protein vận động khác, dynein. Kinesin tồn tại dưới dạng chất làm mờ. Trong cấu trúc bậc bốn của protein, hai chuỗi nặng và hai chuỗi nhẹ tạo thành một phức hợp protein, không có liên kết cộng hóa trị giữa các chuỗi protein riêng lẻ. Do đó, kinesin có hai miền vận động (cái đầu miền) chịu trách nhiệm chuyển động dọc theo các vi ống.
Chức năng, hành động và vai trò
Chức năng chính của kinesin là vận chuyển các thành phần tế bào và phân tử từ bên trong tế bào về phía màng tế bào. Điều này bao gồm việc loại bỏ các thành phần tế bào bị suy thoái khỏi tế bào, mang lại enzyme để tiết ra, tiết ra kích thích tố, đưa các protein màng từ vị trí tổng hợp đến màng, và hơn thế nữa. Các chất truyền tín hiệu để liên lạc giữa các tế bào cũng được vận chuyển ra khu vực ngoại bào. Ví dụ, trong tế bào thần kinh, chất dẫn truyền thần kinh được vận chuyển trong các túi từ nhân tế bào đến sợi trục và khớp thần kinh. Từ đó, các chất dẫn truyền thần kinh được sử dụng để truyền tín hiệu đến các tế bào thần kinh khác. Các túi, bào quan tế bào hoặc phân tử sinh học liên kết với các kinesin thông qua các protein kết nối. Với sự trợ giúp của hai miền vận động (đầu), phức hợp kinesin chạy dọc theo vi ống. Trong quá trình này, sự ràng buộc của một cái đầu được giải phóng nhiều lần bằng cách truyền năng lượng thông qua sự phân cắt ATP thành ADP, trong khi sự liên kết của đầu kinesin khác ban đầu được giữ lại. Tuy nhiên, vùng đầu tách ra ngay lập tức liên kết lại với một vị trí liên kết khác của vi ống theo hướng của đầu cộng, trong khi đồng thời vùng đầu khác tách ra dưới sự phân cắt của ATP. Sự phân cắt ATP thành ADP tại vị trí liên kết của kinesin trên vi ống dẫn đến sự thay đổi cấu trúc của toàn bộ phức hợp kinesin, điều này kích hoạt sự vận động của nó. Quá trình này được lặp lại cho đến khi phức hợp kinesin đạt đến màng tế bào. Tại điểm đến, các bào quan của tế bào hoặc phân tử được vận chuyển được tách ra khỏi phức hợp kinesin.
Sự hình thành, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu
Kinesin được tìm thấy trong tất cả các tế bào nhân thực. Trong số đó, có nhiều loại protein kinesin. Tuy nhiên, phức hợp protein này đã thay đổi rất ít trong quá trình phát sinh loài của các sinh vật nhân chuẩn ở vùng đầu quan trọng về mặt chức năng. Chức năng của nó hoàn toàn giống nhau ở sinh vật nhân thực đơn bào như amip cũng giống như ở sinh vật đa bào của giới động vật và thực vật. Kinesin vận chuyển các bào quan của tế bào và phân tử về phía màng tế bào. Sự tương tác của kinesin và vi ống cũng thể hiện một hiện tượng phổ quát. Những thay đổi nhỏ về mặt di truyền xảy ra ở phần đuôi của phức hợp protein. Vùng này phản ứng với các thành phần thay đổi phải được vận chuyển và liên kết tự nhiên trước đó với kinesin. Kinesins không liên quan đến dynein, tổ chức vận chuyển các phân tử và phức hợp phân tử từ màng tế bào về phía nhân. Tuy nhiên, chúng có liên quan đến myosin, với sự trợ giúp của actin, chịu trách nhiệm cho chuyển động của cơ và trong tế bào, đối với các tuyến vận chuyển nhỏ của các bào quan tế bào do các mô hình chuyển động tương tự.
Bệnh tật và rối loạn
Cùng với các đột biến ở phức hợp kinesin, các rối loạn vận chuyển nội bào có thể xảy ra. Có hơn 50 loại rối loạn này khác nhau, tất cả đều có tính chất di truyền. Cụ thể hơn là thuốc liệt cột sống SPG 10 đã được nghiên cứu. Trong căn bệnh này, một đột biến dẫn đến việc sản sinh ra một phức hợp kinesin được gọi là KIF5A bị lỗi. Một số chất hoạt động và các bào quan của tế bào được vận chuyển không chính xác và không còn đến được vị trí hoạt động. Đây là những hoạt chất đặc biệt cần thiết trong các sợi trục của tế bào thần kinh. Các tế bào thần kinh tương ứng bị thoái hóa và không còn có thể truyền các xung động một cách chính xác. Rối loạn này có ảnh hưởng đến Chân chức năng vận động. Điều này dẫn đến tình trạng tê liệt co cứng của chân ngày càng tăng. Ở giai đoạn nặng của bệnh, bệnh nhân bị phụ thuộc vào xe lăn. Tuy nhiên, paraplegias co cứng là một nhóm gồm một số rối loạn với các triệu chứng tương tự. Chúng dựa trên các đột biến khác nhau. Như vậy, 48 khác nhau gen loci của HSP được biết đến. Ngoài hạn chế của Chân chức năng vận động, các triệu chứng thần kinh khác cũng có thể xảy ra, tùy theo bệnh. Người ta nghi ngờ rằng các bệnh thoái hóa thần kinh khác cũng do rối loạn vận chuyển bên trong tế bào. Tuy nhiên, nghiên cứu sâu hơn là cần thiết để điều tra các mối quan hệ chính xác. Cho đến nay, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy các tế bào thần kinh nói riêng bị ảnh hưởng khi chức năng kinesin bị gián đoạn. Các tế bào cơ thể khác bị ảnh hưởng ở mức độ nào vẫn chưa được biết đầy đủ.
