- بناء
- مميزات
- المميزات
- تقلص العضلات
- يظهر
- تصلب الأغشية القشرية
- التصاق الخلية
- نزوح بعض الحويصلات
- الأمراض المرتبطة بالميوسين
- الميوسين وفقدان السمع
- الميوسين X والسرطان
- المراجع
و ميوسين هو المحرك الجزيئي، البروتينية، قادرة على التحرك على الأكتين خيوط في العصارة الخلوية. تأتي الطاقة التي تحرك حركة الميوسين من التحلل المائي لـ ATP. لهذا السبب ، غالبًا ما يتم تعريف الميوسين على أنه إنزيم ميكانيكي كيميائي.
في حقيقيات النوى ، الميوسين هو بروتين وفير جدًا. هناك فئات مختلفة من الميوسين ، يتم ترميزها بواسطة عائلة من الجينات. في الخمائر ، تم تمييز 5 فئات ، بينما تم وصف العشرات في الثدييات.
المصدر: David Richfield (User: Slashme) عند استخدام هذه الصورة في أعمال خارجية ، يمكن الاستشهاد بها على النحو التالي: Richfield، David (2014). "معرض طبي لديفيد ريتشفيلد". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.009. ISSN 2002-4436.
يحتوي الميوسين على مجموعة متنوعة من الوظائف. يشارك الميوسين الأول مع الأكتين في حركة الخلايا القرنية.
يوفر الميوسين الثاني صلابة لغشاء البلازما ، ويشارك في الحركة الخلوية وتقلص العضلات. يتعاون كلا الميوسين الأول والثاني مع ترحيل الخلايا. ينقل الميوسين الأول والخامس الحويصلة على طول خيوط الأكتين.
بناء
في الصور المجهرية الإلكترونية ، يتكون التركيب النموذجي للأشكال الإسوية للميوسين من ثلاثة مجالات: الرأس والعنق والذيل. عن طريق التحلل المائي مع كيموتربسين ، يتم الحصول على جزء يتكون من الرأس والرقبة ، يسمى الميروميوسين الثقيل (HMM) ، وجزء الذيل ، يسمى الميروميوسين الخفيف (LMM).
المجال الرئيسي هو الطرف N- الطرف للسلسلة الثقيلة ، ومجال الذيل هو الطرف C- الطرف من السلسلة الخفيفة.
يمكن التمييز بين فئات الميوسين من خلال عدد سلاسل البولي ببتيد التي تتكون منها ، ووفرة وفئة السلسلة الخفيفة المرتبطة بالرقبة.
يحتوي Myosin I على سلسلة متعددة الببتيد ، والتي تشكل رأسًا ويفتقر ذيله إلى مناطق ألفا حلزونية. بينما يحتوي الميوسينات I و V على سلسلتين من عديد الببتيد ، وبالتالي يشكلان رأسين وذيل ، حيث يتم لف سلاسل ألفا الحلزونية لتشكيل بنية تشبه القضيب.
يوجد في الميوسين I و V مواقع ربط للكالودولين ، الذي ينظم ويربط Ca +2 ، على السلاسل الخفيفة. يربط الميوسين I Ca +2 بالسلاسل الخفيفة ، لكنه يفعل ذلك بطريقة مختلفة عن الكالودولين.
مميزات
على المستوى الكيميائي الميكانيكي ، يمتلك الميوسينات ثلاث خصائص ، وهي:
- رأس الميوسين هو المجال الحركي الذي يتقدم بخطوات منفصلة: يؤدي اتحاد رأس الميوسين إلى خيوط أكتين ، وينتج عن ميله والفصل اللاحق حركة الميوسين. هذه العملية دورية وتعتمد على ATP.
- يتغير التشكل: يقترن التحلل المائي لجزيء ATP بكل خطوة من جزيء الميوسين ، من خلال مستويات التضخيم والانتقال. وهذا ينطوي على تغييرات توافقية كبيرة في الميوسين.
يتم إنتاج المستوى الأول من التضخيم بفقدان مجموعة جاما-فوسفات من ATP ، مما يسمح بإعادة تنظيم العناصر الهيكلية في موقع ربط ATP. يتم تنسيق إعادة الترتيب هذه مع التغييرات الهيكلية في موقع ربط الأكتين.
يتضمن المستوى الثاني من التضخيم توصيل التغيير المطابق في الموقع النشط إلى المكونات الهيكلية لمحطة الكربوكسيل.
- الاتجاهية: وجد أن للميوسينات قطبية ، أو اتجاهية عكسية ، نحو نهاية (+) خيوط الأكتين. يأتي هذا الاستنتاج من تجارب انزلاق خيوط الأكتين ، باستخدام مجهر ضوئي مضان.
المميزات
يشارك الميوسين مع الأكتين في تقلص العضلات ، التصاق الخلايا ، الحركية الخلوية ، تقوية الأغشية القشرية وإزاحة بعض الحويصلات ، من بين وظائف أخرى.
يمكن أن تؤدي عيوب الميوسين إلى حالات مرضية. على سبيل المثال ، ترتبط العيوب في الميوسينات I و V ، على التوالي ، باعتلال عضلي الميوسين واضطرابات التصبغ (متلازمة جريسيلي). في حين أن الاضطرابات في الأشكال الإسوية للميوسين السادس تسبب فقدان السمع.
تقلص العضلات
الوحدة الوظيفية والهيكلية للعضلات الهيكلية هي قسيم عضلي. أثناء تقلص العضلات ، يصل طول القسيم العضلي إلى 30٪ من طوله الأصلي.
تتكون الساركوميرات من خيوط الميوسين السميكة وخيوط الأكتين الرفيعة التي يتم تنظيمها بطريقة معقدة. بشكل عام ، توجد رؤوس الميوسين في الأطراف البعيدة للخيوط وذيولها باتجاه مركز قسيم عضلي ، والتنظيم ثنائي القطب.
لكي يحدث تقلص العضلات ، يجب أن تتحرك رؤوس الميوسين ، على طرفيها المتقابل ، نحو القرص Z أو نهاية الشعيرة (+). لأن تنظيم الخيوط السميكة هو ثنائي القطب ، يحدث انزلاق الشعيرات الرفيعة على الخيوط السميكة ، مدفوعًا بـ ATP.
تحدث قوة الإزاحة بسبب تفاعل مئات رؤوس الميوسين ، من خيوط سميكة ، مع خيط رفيع.
يظهر
أثناء الانقسام الفتيلي ، عندما تنفصل الأنابيب الدقيقة في أقطاب المغزل ، يشكل الأكتين والميوسين الثاني حلقة مقلصة عند خط استواء الخلية. تتقلص هذه الحلقة وتنقص قطرها وتقسم الخلية إلى قسمين.
تصلب الأغشية القشرية
في الخلايا الطافرة التي تفتقر إلى الميوسين الثاني ، يتشوه غشاء البلازما بسهولة عند تطبيق قوة خارجية. يحدث هذا لأن الميوسين II يوفر قوة تجميع لبروتينات غشاء البلازما.
التصاق الخلية
في النسيج الظهاري ، توجد حزم مقلص من الأكتين والميوسين الثاني بالقرب من غشاء البلازما ، وتشكل حزامًا دائريًا يحيط بسطح الخلية الداخلي. يحدد هذا الحزام الدائري شكل الخلية ويحافظ على الرابطة بين الخلايا.
يحدث الاتصال بين الخلايا عن طريق اتحاد الحزام الدائري بجزيئات الالتصاق الخلوي ، عن طريق اتحاد البروتينات.
نزوح بعض الحويصلات
تكشف الأدلة التجريبية أن الميوسين الخامس يقوم بنقل الغشاء من جهاز جولجي إلى محيط الخلية. بعض الأدلة هي:
- في خلايا الأنسجة العصبية ، وجد عن طريق التألق المناعي للخلايا النجمية أن الميوسين الخامس يقع بجوار جولجي.
- في الخميرة ، تؤدي الطفرات في جين الميوسين V إلى تعطيل إفراز البروتين ، وبالتالي تتراكم البروتينات في العصارة الخلوية.
- الأشكال الإسوية للميوسين I هي المسؤولة عن نقل الفجوات باتجاه غشاء الخلية. باستخدام أجسام مضادة محددة ضد الأشكال الإسوية للميوسين الأول ، وجد أن هذه الأشكال الإسوية توجد في أجزاء مختلفة من الخلية.
على سبيل المثال ، عندما يتم تمييز الأميبا الحية بجسم مضاد ضد الميوسين IC ، يتم إيقاف نقل الفجوة إلى الغشاء. وبسبب هذا ، تتسع الفجوة وتنفجر الخلية.
الأمراض المرتبطة بالميوسين
الميوسين وفقدان السمع
هناك العديد من الجينات والطفرات التي تسبب فقدان السمع. كثيرا ما يكون هذا المرض أحادي الجين.
تؤثر طفرات الميوسين غير التقليدية ، برأس أو رأسين من الميوسين ، على وظيفة الأذن الداخلية. بعض الأشكال الإسوية للميوسين المتحورة هي الميوسين IIIA و myosin VIIA و myosin XVA. في الآونة الأخيرة ، تم اكتشاف طفرتين في الميوسين السادس.
الطفرات في الميوسين السادس حوالي 897 جي> تي و ص 926 ك. تؤثر الطفرة الأولى على منطقة تتفاعل مع الموقع النشط ، تسمى Switch I. متماثل اللواقح للطفرة تظهر النمط الظاهري مبكرًا ، مما يتسبب في تأثيرات شديدة.
تؤثر الطفرة الثانية على منطقة من المخلفات المشحونة ، في حلزون ألفا في ذيل الميوسين السادس. هذه المنطقة مهمة لتقليل الحركية القريبة ، وتؤثر على الوظيفة الهدبية المجسمة للميوسين السادس.
طفرة أخرى هي p.Asn207Ser ، والتي تنتج محركًا غير قادر على إنتاج القوة. هذا لأن Asn 207 عبارة عن بقايا من الأحماض الأمينية في الموقع النشط ، والتي تتمثل وظيفتها في الارتباط والتحلل المائي لـ ATP.
تؤدي طفرة p.Arg657Trp إلى فقدان وظيفة الميوسين VI. تشارك بقايا Arg في التغييرات التوافقية التي تربط التحلل المائي بحركة الميوسين.
الميوسين X والسرطان
Myosin X (Myo10) هو ميوسين غير تقليدي يتم التعبير عنه في الدماغ والبطانة والعديد من الظهارة. تعمل فئات Myo10 وثلاث فئات من الإسقاطات القائمة على الأكتين (الأرجل الخيطية ، والأقدام الغزوية ، والإسقاطات الشبيهة بالورم الخيطي) أثناء ورم خبيث السرطان.
تحتوي الخلايا السرطانية الغازية على أعداد كبيرة من أرجل الخيط وتعبر عن مستويات عالية من اللفافة. يصنع هذا البروتين روابط متقاطعة بين خيوط الأكتين. من أجل الهروب من الورم الأساسي ، يتم تكوين غزوات ، غنية بالنشاط التحلل للبروتين ، والتي تهضم المصفوفة خارج الخلية المحيطة.
بمجرد أن تصل الخلايا إلى المصفوفة خارج الخلية ، تساعد الإسقاطات الشبيهة بالأقدام الخيطية على التشتت والاستعمار. تشير المستويات العالية من Myo10 إلى العدوانية الشديدة والنقائل في سرطان الثدي.
ينتج عن إسكات MyoX فقدان الطابع النقيلي للخلايا ، والتي لا تستطيع تكوين إسقاطات قائمة على الأكتين. تمتلك كل هذه الإسقاطات التصاقات قائمة على الإنتجرين ، والتي يحملها Myo10 داخل فيلوبوديوم.
يشارك MyoX في تكوين الجسيم المركزي. يساعد غياب MyoX على تكوين مغازل متعددة الأقطاب. تشارك MyoX أيضًا في إرسال الإشارات في الخلايا السرطانية. على سبيل المثال ، يتم تنشيط MyoX بواسطة 3،4،5 ، -inositol ثلاثي الفوسفات (PIP3).
المراجع
- ألبرتس ، ب ، جونسون ، أ ، لويس ، ج ، وآخرون. 2007. البيولوجيا الجزيئية للخلية. جارلاند ساينس ، نيويورك.
- Brownstein، Z.، Abu-Rayyan، A.، Karfunkel-Doron، D.، Sirigu، S.، Davido، B.، Shohat، M.، Frydman، M.، Houdusse، A.، Kanaan، M.، Avraham ، K. 2014. تم الكشف عن طفرات الميوسين الجديدة لفقدان السمع الوراثي من خلال التقاط الجينوم المستهدف والتسلسل المتوازي على نطاق واسع. المجلة الأوروبية لعلم الوراثة البشرية 22: 768-775.
- Courson، DS and Cheney، RE 2015. Myosin-X والمرض. أبحاث الخلايا التجريبية ، 334: 10-15.
- لوديش ، إتش ، بيرك ، أ. ، زيبورسكي ، إس إل ، ماتسوداريا ، بي ، بالتيمور ، دي ، دارنيل ، ج. 2003. البيولوجيا الخلوية والجزيئية. افتتاحية Medica Panamericana ، بوينس آيرس ، بوغوتا ، كاراكاس ، مدريد ، المكسيك ، ساو باولو.
- Schliwa، M. and Woehlke، G. 2003. المحركات الجزيئية. الطبيعة ، 422: 759-765.
- Vale، RD 2003. مجموعة أدوات المحركات الجزيئية للنقل داخل الخلايا. الخلية 112: 467-480.