Особливості збирання тубуліну

В експериментах із спеціально очищеними препаратами, які містили лише тубулінових субодиниці (тобто Без БСМ), самосбірка микротрубочек не спостерігалося, полімеризація такого тубуліна відбувалася тільки в особливих експериментальних умовах.

На цій підставі зробили висновок, що білки, пов’язані з мікротрубочками, виконують також регуляторну функцію в реакції полімеризації тубуліну, і було витрачено багато зусиль, щоб з’ясувати цю функцію. Перш ніж перейти до питання про регуляторну функцію пов’язаних з мікротрубочками білків, ми розглянемо коротко сам процес полімеризації. Модель самозборки микротрубочек заснована на результатах Кіршнера і його співробітників, яким вдалося простежити зміну тонкої структури при формуванні мікротрубочок і застосувати кількісний метод. Вони виявили, що ще до початку полімеризації в препаратах тубуліна поряд з розчинними димерами присутня невелика кількість кілець і спіралей з полімеризованого тубуліну із середнім коефіцієнтом седиментації 36S. Показано, що ці кільця необхідні для подальшої реакції полімеризації, так як якщо видалити їх за допомогою ультрацентрифугирования, подальша полімеризація неможлива. Коли реакцію полімеризації запускають, додаючи до реакційної суміші GTP і підвищуючи температуру до необхідного рівня, в перші ж, хвилини відбувається формування спірально закручених стрічок. Далі димери тубуліна продовжують прикріплятися до цих стрічок до тих пір, поки не утворюються тринадцять протофібрілл. Коли ця стадія досягнута, стрічки згортаються в циліндри – відрізки майбутніх микротрубочек.

Далі мікротрубочки подовжуються завдяки тому, що димери прикріплюються до торців цих відрізків. З огляду на, як протікає процес складання, якнайкраще представити себе вплив різних білків, пов’язаних з мікротрубочками, на їх формування. Щодо тау-білка показано, що він перш за все бере участь в утворенні вихідного ЗБ-тубуліну (кільця і спіралі), без якого неможлива самосборка микротрубочек, але, схоже, грає роль і в нарощуванні відрізків микротрубочек. Високомолекулярні білки (БСМ-1 і БСМ-2) надають подібне дію; відомо, що вони збільшують не тільки початкову швидкість самозборки, але і загальне число готових микротрубочек, т. е. прискорюють нарощування відрізків. Є навіть дані про те, що прискорення зростання відрізків – основний вид регуляторної активності високомолекулярних білків. Можливо, що інша їх функція полягає у формуванні сполучних містків між мікротрубочками і іншими елементами каркаса клітини, наприклад микрофиламентами і проміжними филаментами.

Багатообіцяючий підхід до проблеми самозборки микротрубочек і її регуляції полягає у вивченні дії на системи in vitro деяких внутрішньоклітинних структур – так званих центрів організації мікротрубочок, які сприяють складанню микротрубочек в клітці. Це питання ще недостатньо вивчений, проте схоже на те, що ці структури, будучи виділені із клітки, зберігають здатність функціонувати подібним чином і в системах in vitro. Це показано для суспензій базальних тіл джгутиків і кінетохор, отриманих з метафазних хромосом.

Посилання на основну публікацію