Back to chapter

4.10:

نبيبات دقيقة

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Microtubules

Languages

Share

الأنابيب الدقيقة،عناصر الهياكل الخلوية الأكثر سماكة هي هياكل جوفاء تتكون من بروتينات كروية مقترنة،من توبيولين ألفا وبيتا. تُسمى صفوف الأشكال الخطية هذه للمثنويات المغايرة،بالأنيبيبات الدقيقة ذات القطبية الهيكلية. وهذا يعني أن كل مصفوفة منظمة بأطراف سالبة وموجبة.عند الطرف الموجب حيث تُكشف توبيولين بيتا تتم إضافة ثنائيات. في المقابل،في الطرف السالب،حيث تيوبيولين ألفا موجهة خارجاًيحصل التفكك. ومع ذلك،وفي حالات أخرى،تضمن الأنابيب الدقيقة الثبات عن طريق الربط المباشر مع البروتينات المختلفة كالبروتينات المرتبطة بالأنابيب الدقيقة.بالإضافة إلى أن أقطابها تسمح بحركة مشيرة إلى اتجاه عبر مختلف أنحاء السيتوبلازم كما هو الحال في الببروتينات الداينين والكينيسن السيارة التي تنقل الشحنات المختلفة مثل الحويصلات. الأنابيب الدقيقة هي أيضا المكونات الرئيسية لأهداب وسوط والتي هي ملحقات متخصصة تحرك المزيد من السوائل على سطح الخلايا الثابتة وتعمل بمثابة مراوح في خلايا أخرى تحركها عبر مختلف أنحاء بيئاتها. في النهاية،سواء كانت لها علاقة في فصل الكروموسومات أثناء انقسام الخلايا أم لا،فإن نقل الحويصلات إلى الدماغ،أو تنظيف الرئتين من البقايا الأنابيب الدقيقة هي ضرورية لنمو وتنمية،القوة والدعم التنظيميين،والحركة التي تحتاجها الخلايا.

4.10:

نبيبات دقيقة

هناك ثلاثة أنواع من الهياكل الهيكلية الخلوية في الخلايا حقيقية النواة _ الخيوط الدقيقة ، والخيوط الوسيطة ، والأنابيب الدقيقة. يبلغ قطرها حوالي ٢٥ نانومتر ، الأنابيب الدقيقة هي أسمك هذه الألياف. تقوم الأنابيب الدقيقة بمجموعة متنوعة من الوظائف التي تشمل بنية الخلية ودعمها ، ونقل العضيات ، وحركة الخلية (الحركة) ، وفصل الكروموسومات أثناء انقسام الخلية.

الأنابيب الدقيقة هي أنابيب مجوفة تتكون جدرانها من بروتينات التوبولين الكروي. كل جزيء توبولين هو دايمر مغاير ، يتكون من وحدة فرعية الفا–توبولين ، و وحدة فرعية بيتا–توبولين. يتم ترتيب الدايمرات في صفوف خطية تسمى الخيوط الأولية. تتكون الأنابيب الدقيقة عادة من ١٣ خيطاً أولياً ، مرتبة جنباً إلى جنب ، ملفوفة حول اللب المجوف.

بسبب هذا الترتيب ، تكون الأنابيب الدقيقة قطبية ، مما يعني أن لها نهايات مختلفة. يحتوي الطرف الزائد على بيتا–توبولين مكشوف ، والطرف السالب به الفا–توبولين مكشوف. يمكن أن تتجمع الأنابيب الدقيقة بسرعة _ تنمو في الطول من خلال بلمرة جزيئات التوبولين _ وتتفكك. يتصرف الطرفان بشكل مختلف في هذا الصدد. عادةً ما تكون النهاية الموجبة هي النهاية سريعة النمو أو النهاية التي يتم إضافة التوبولين اليها ، والنهاية السالبة هي النهاية بطيئة النمو أو النهاية التي ينفصل فيها التوبولين _ اعتماداً على الموقف.

تعتبر عملية عدم الاستقرار الديناميكي هذه ، حيث تنمو الأنابيب الدقيقة وتتقلص بسرعة ، مهمة لوظائف مثل إعادة تشكيل الهيكل الخلوي أثناء انقسام الخلية وامتداد محاور الخلايا العصبية المتنامية.

يمكن أيضاً أن تكون الأنابيب الدقيقة مستقرة ، غالباً عن طريق الارتباط بالبروتينات المرتبطة بالأنابيب الدقيقة ، والتي تساعد الخلية في الحفاظ على شكلها. يمكن لبروتينات أخرى ، تسمى البروتينات الحركية ، أن تتفاعل مع الأنابيب الدقيقة لنقل العضيات في اتجاه معين. على سبيل المثال ، يتم حزم العديد من الناقلات العصبية في حويصلات في جسم الخلية للخلايا العصبية ثم يتم نقلها إلى أسفل المحور العصبي على طول ”المسار“ من الأنابيب الدقيقة ، لتوصيل الحويصلات إلى المكان المطلوب. أخيراً ، يمكن أن تبرز الأنابيب الدقيقة أيضاً خارج الخلية _ مما يشكل الأسواط والأهداب الخيطية التي تتحرك لدفع الخلايا (مثل الحيوانات المنوية) على طول ، أو لتحريك السوائل عبر أسطحها ، مثل الرئتين.

Suggested Reading

Brouhard, Gary J., and Luke M. Rice. “Microtubule Dynamics: An Interplay of Biochemistry and Mechanics.” Nature Reviews. Molecular Cell Biology 19, no. 7 (July 2018): 451–63. [Source]

Hashimoto, Takashi. “Microtubules in Plants.” The Arabidopsis Book / American Society of Plant Biologists 13 (April 27, 2015). [Source]