kinesin

kinesin rappresenta un complesso di alcune proteine ​​motorie nelle cellule eucariotiche.Oltre ad altre proteine ​​motorie come la dineina o la miosina e altre proteine ​​strutturali, è coinvolta nella costruzione del citoscheletro. Viene utilizzato per trasportare macromolecole, vescicole e organelli cellulari dal citoplasma o dal nucleo alla membrana cellulare.

Cos'è la kinesina?

Le chinesine sono un gruppo di proteine ​​motorie con proprietà e funzioni simili. Sono costituiti da due catene proteiche pesanti e due leggere.La regione della testa, il collo e la parte della coda della molecola si trovano sulle catene proteiche pesanti.

Le catene proteiche leggere si attaccano alla coda. La chinesina viene utilizzata per trasportare organelli cellulari, vescicole e biomolecole lungo i microtubuli. I microtubuli rappresentano un sistema ferroviario costituito dalla proteina tubulina, che cresce sempre dal nucleo cellulare verso la membrana cellulare. L'estremità crescente del microtubulo è chiamata cosiddetta estremità positiva. Ciò significa che la chinesina trasporta le sostanze biologiche e gli organelli cellulari solo nella direzione dell'estremità positiva (trasporto anterogrado).

Il trasporto in direzione dell'estremità meno (trasporto retrogrado) è causato da un complesso di altre proteine ​​motorie, la dineina. Kinesin ha la forma di un dimero. Come parte della struttura quaternaria della proteina, le due catene pesanti e due leggere formano un complesso proteico che non ha legami covalenti tra le singole catene proteiche. Kinesin ha due domini motori (domini della testa) che sono responsabili del movimento lungo i microtubuli.

Funzione, effetto e compiti

Il compito principale della chinesina è trasportare i componenti e le molecole cellulari dall'interno della cellula alla membrana cellulare. Tra le altre cose, i componenti cellulari degradati vengono rimossi dalla cellula, gli enzimi vengono secreti, gli ormoni rilasciati, le proteine ​​di membrana vengono trasferite dal luogo di sintesi alla membrana e molto altro ancora.

Anche le sostanze segnale per la comunicazione tra le cellule vengono trasportate nell'area extracellulare. Nei neuroni, ad esempio, i neurotrasmettitori vengono trasportati all'interno delle vescicole dal nucleo cellulare in direzione degli assoni e delle sinapsi. Da lì, i segnali vengono trasmessi ad altre cellule nervose con l'aiuto di neurotrasmettitori. Le vescicole, gli organelli cellulari o le biomolecole si legano alle chinesine tramite proteine ​​di collegamento. Con l'aiuto dei due domini motori (teste), il complesso chinesina scorre lungo il microtubulo. Il legame di una testa viene ripetutamente interrotto con il trasferimento di energia dividendo l'ATP in ADP, mentre il legame dell'altra testa chinesina viene inizialmente mantenuto.

La regione della testa staccata, tuttavia, si lega immediatamente di nuovo a un altro sito di legame dei microtubuli nella direzione dell'estremità più, e allo stesso tempo l'altro dominio della testa si dissolve dividendo l'ATP. La scissione dell'ATP in ADP nel sito di legame della chinesina sui microtubuli porta a un cambiamento nella conformazione dell'intero complesso della chinesina, che innesca il suo movimento. Questo processo viene ripetuto fino a quando il complesso chinesina non ha raggiunto la membrana cellulare. A destinazione, gli organelli cellulari o le molecole da trasportare vengono separati dal complesso chinesina.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

La chinesina si trova in tutte le cellule eucariotiche. Ci sono una varietà di proteine ​​chinesina. Tuttavia, questo complesso proteico è appena cambiato nella storia tribale degli organismi eucarioti nella regione della testa funzionalmente importante. La sua funzione negli eucarioti unicellulari come l'ameba è esattamente la stessa degli organismi multicellulari del regno animale e vegetale. Kinesin trasporta organelli cellulari e molecole verso la membrana cellulare. Anche l'interazione di chinesina e microtubuli è un fenomeno universale.

Minori cambiamenti genetici si verificano nella porzione di coda del complesso proteico. Quest'area reagisce in anticipo ai componenti mutevoli che devono essere trasportati e legati naturalmente alla kinesina. Le chinesine non sono legate alle dineine, che organizzano il trasporto di molecole e complessi molecolari dalla membrana cellulare verso il nucleo cellulare. Tuttavia, esistono relazioni correlate alla miosina, che con l'aiuto dell'actina è responsabile del movimento muscolare e all'interno della cellula per piccole vie di trasporto degli organelli cellulari a causa di schemi di movimento simili.

Malattie e disturbi

Le mutazioni nel complesso chinesina possono portare a interruzioni nel trasporto intracellulare. Nel contesto di questi disturbi, è noto un complesso di malattie neurologiche, che vengono chiamate paraplegia spastica ereditaria (HSP).

Esistono oltre 50 diversi tipi di questa condizione, tutti genetici. La paralisi spinale spinale SPG 10 è stata esaminata in modo più dettagliato. In questa malattia, una mutazione porta ad una non corretta produzione di un complesso di chinesina chiamato KIF5A. Alcuni principi attivi e organelli cellulari vengono trasportati in modo errato e non raggiungono più il sito di azione. Queste sono sostanze particolarmente attive che sono richieste negli assoni dei neuroni. I neuroni corrispondenti degenerano e non possono più trasmettere correttamente gli impulsi di movimento.

Questo disturbo colpisce le capacità motorie delle gambe. Ciò porta ad aumentare la paralisi spastica delle gambe. Nelle fasi avanzate della malattia, il paziente affetto dipende da una sedia a rotelle. Tuttavia, la paraplegia spastica è un gruppo di diverse malattie con sintomi simili. Si basano su diverse mutazioni. Sono note 48 diverse posizioni del gene HSP. Oltre alla limitazione delle capacità motorie delle gambe, possono verificarsi anche altri sintomi neurologici a seconda della malattia.

Si ritiene che anche altre malattie neurodegenerative siano causate da disturbi del trasporto all'interno della cellula. Tuttavia, sono necessarie ulteriori indagini per ricercare le relazioni esatte. Finora vi è una crescente consapevolezza che le cellule nervose in particolare sono danneggiate quando la funzione della chinesina è compromessa. Fino a che punto le altre cellule del corpo sono influenzate, la conoscenza è ancora insufficiente.