Мікротрубочки

Третім компонентом цитоскелету є мікротрубочки. Це дійсно дуже тонкі трубочки діаметром 25 нм, стінка яких складається з білка тубуліну. В результаті полімеризації білка тубуліну утворюються тонкі довгі філаменти, які з’єднуються разом паралельно один одному і утворюють полотно з 13 білкових ниток. Потім це полотно скручується в трубочку, в поперечному перерізі якій знаходиться 13 білкових глобул тубуліну. Процес утворення мікротрубочок вимагає витрат АТФ. Микротрубочки є структурами, які мають властивість динамічної нестабільності, тобто вони легко збираються і також легко розбираються на мономери – молекули тубуліну. Деякі рослини синтезують отруйні речовини, які вибірково діють на динамічний процес складання – розбирання мікротрубочок. Колхіцин і вінбластин стимулюють розбирання мікротрубочок. Оскільки мікротрубочки є головним компонентом веретена поділу в мітозі, то дія вказаних отрут запобігає розбіжність хромосом до полюсів клітини. Інша речовина – таксол, навпаки, стабілізує мікротрубочки. Їх стабільна довжина також перешкоджає розбіжності хромосом в мітозі, крім того, це перешкоджає завершенню мітозу.
Микротрубочки – досить жорсткі структури, які є опорними променями цитоплазми і виконують функцію скелета. В той же час вони служать для переміщення органел в різні ділянки клітини. Органели переміщаються по микротрубочкам, як по рейках, за допомогою допоміжних моторних білків динеина і кінезин. Цитоскелет з мікротрубочок функціонує і в інтерфазі, і під час мітозу, але в цих фазах клітинного циклу він організований по-різному.
Центром організації мікротрубочок у клітці є особлива структура – клітинний центр. В інтерфазі він розташований з одного боку ядра. Микротрубочки розходяться від клітинного центру у вигляді променів по всій цитоплазмі, досягаючи віддалених ділянок клітини. Клітинний центр інакше називають центросомой. У тваринній клітині у складі клітинного центру присутня пара центріолей, занурених у аморфна речовина.
Центріолі являють собою пару невеликих порожнистих циліндрів діаметром 0,1 мкм. Довжина однієї центриоли відповідає роздільній здатності світлового мікроскопа і не перевищує 0,2 мкм. Дві центриоли завжди орієнтовані перпендикулярно один одному. До складу тонкої стінки кожного циліндра входить 9 триплетів мікротрубочок. При підготовці клітини до поділу цитоскелет з мікротрубочок руйнується, структура клітинного центру подвоюється, потім клітинні центри розташовуються з двох сторін від ядра. Одночасно з подвоєнням клітинного центру подвоюються і центриоли: перпендикулярно розташовані циліндри відходять один від одного, і біля кожного циліндра будується нова структура.
Наприкінці профази мітозу, коли руйнується ядерна оболонка і хромосоми опиняються в цитоплазмі, клітинні центри формують новий цитоскелет з мікротрубочок на двох протилежних полюсах клітини – веретено поділу. Микротрубочки тягнуться від клітинних центрів у бік екватора і можуть перетинати його. Кінці мікротрубочок поступово з’єднуються з білковими структурами на поверхні центромер. Деякі мікротрубочки залишаються не пов’язаними з хромосомами – це межполюсние мікротрубочки. Рух хромосом відбувається завдяки збірці-розбиранні мікротрубочок, а також обумовлено роботою допоміжних моторних білків, що володіють руховою активністю.
Велику роль відіграють мікротрубочки в роботі війок і джгутиків. Вії і джгутики присутні не тільки у найпростіших організмів. У багатоклітинних організмах також є клітини з численними віями або одним подовженим жгутиком. Насамперед це сперматозоїди. У дихальній системі трахеї вистелені клітинами, що мають війки, що сприяє виведенню з дихальних шляхів мокротиння і слизу. Війчастий епітелій вистилає яйцепроводи, за якими яйцеклітина переміщається в матку. Принцип будови війок і джгутиків однаковий. Кожна структура являє собою виріст цитоплазми діаметром 0,25 мкм, покритий плазматичноїмембраною, вздовж якого проходить правильно організована система мікротрубочок (рис. 8.6). Взаємодія мікротрубочок між собою за допомогою допоміжних і моторних білків призводить до руху вії або джгутики. Підстава війок і джгутиків глибоко занурено в цитоплазму. В основі кожної війки або джгутика розташоване базальное тільце, яке являє собою одну центриоль. Базальне тільце структурує систему мікротрубочок, робить її стійкою, здатною нормально працювати. У складі війок і джгутиків функціонують більше 200 допоміжних білків, що забезпечують їх роботу.

У людини відомий синдром нерухомих війок. При цій патології спостерігається підвищена сприйнятливість до респіраторних захворювань, а також чоловіче безпліддя через нерухомості сперматозоїдів. Вивчення морфології таких дефектних війок і джгутиків показало, що порушена правильність розташування мікротрубочок, як у центральній, так і в периферійній частині вії або джгутики.

Питання
1. У яких клітинах є мікротрубочки?
2. Опишіть принцип організації мікротрубочок.
3. Яка функція мікротрубочок в клітинах?
4. Які клітинні структури є центром організації мікротрубочок?
5. Як влаштований цитоскелет з мікротрубочок в інтерфазі і під час мітозу?
6. Що таке центриоли? Як вони організовані? Яка їхня роль в клітинах?
7. Яка роль мікротрубочок в віях і джгутики?
8. Наведіть приклади клітин, що мають війки і джгутики.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Харчування грибів