Як мікротрубочки генерують рух?

Микротрубочки можуть генерувати рух за допомогою принаймні двох різних механізмів: за рахунок активного ковзання або ж шляхом зміни своєї довжини.
Модель ковзання для руху війок і джгутиків запропонував Петер Сатир; в подальшому ця модель отримала так багато незалежних підтверджень в різних лабораторіях, що тепер її можна вважати доведеною. За цією моделлю основні робочі елементи – мікротрубочки і дінеіновие ручки, а енергія для переміщення виходить при гідролізі АТР.

Дані про те, що динеина (білок з АТРазной активністю, з якого побудовані бічні ручки периферичних дублетів в віях і джгутики) безпосередньо бере участь в генерації руху, були вперше отримані на препаратах аксонів з хвостів сперматозоїдів морського їжака. Після того як радіальні спиці і нексіновие містки вибірково переварювалися трипсином, аксонема з інтактними бічними ручками вед ще могли рухатися. Подальше підтвердження отримано при дослідженні сперми у людини. При одній з форм безпліддя, відомої як синдром Картагенера, сперматозоїди не здатні рухатися. Виявилося, що при цьому периферичні дублети в аксонема не мають дінеінових ручок.

Ковзання дублетів аксонема вдається спостерігати безпосередньо під мікроскопом (за методом темного поля), якщо аксонема попередньо частково перетравити трипсином. Після додавання АТР можна бачити, що поздовжні нитки микротрубочек стають довшими і тоншими. Ці експерименти показують, що, коли нексіновие містки і радіальні спиці переварені трипсином, сусідні дублети мають можливість ковзати один щодо одного і роблять це до тих пір, поки не перестануть перекриватися, т. Е. Поки не розділяться повністю. Яку ж роль відіграють дінеіновие ручки в цій моделі?

Дінеіновие ручки можуть утворювати жорсткі містки між мікротрубочками А, з якої вони виходять, і мікротрубочки У сусіднього дублета. При гідролізі АТР місток розривається і в той же момент змінюється орієнтація дінеіновой молекули (ручки). Це викликає ковзання. В результаті повторення таких циклів сусідні дублети помітно ковзають одна відносно одної і в кінцевому рахунку можуть повністю розділитися. Цей процес можна порівняти з тим, як гусінь (дублетедіненном) повзе по гілочці (сусідній дублет), поперемінно переміщаючи ноги (дінеіновие ручки) до тих пір, поки не доповзе до кінця гілочки і не впаде з неї. Якщо дублети з’єднані між собою нексіновимі містками і пов’язані з радіальними спицями, то при ковзанні вони не розділяються, а згинаються; це, однак, вже інше питання, і ми повернемося до нього, коли будемо розглядати механізм руху війок і джгутиків.

Посилання на основну публікацію