קינסין

קינסין מייצג קומפלקס של חלבונים מוטוריים מסוימים בתאים אוקריוטיים.בנוסף לחלבונים מוטוריים אחרים כמו דיינין או מיוזין וחלבונים מבניים אחרים, הוא מעורב בבניית הציטוס שלד. הוא משמש להובלת מקרומולקולות, שלפוחיות ואברוני תאים מהציטופלזמה או הגרעין לקרום התא.

מה זה קינסין?

קינסינים הם קבוצה של חלבונים מוטוריים בעלי תכונות ותפקודים דומים. הם מורכבים משתי שרשראות חלבון כבדות ושתי קלות.אזור הראש, חלק הצוואר והזנב של המולקולה ממוקמים על שרשראות החלבון הכבדות.

שרשראות החלבון הקלות מחוברות לזנב. קינסין משמש להובלת אברוני תאים, שלפוחיות וביו-מולקולות לאורך מיקרו-צינורות. המיקרו-צינורות מייצגים מערכת מסילה המורכבת מחלבון טובולין, הצומח תמיד מגרעין התא לכיוון קרום התא. קצה המיקרו-צינור הצומח נקרא סוף פלוס. המשמעות היא שקינזין מעביר את החומרים הביולוגיים ואברוני התאים רק לכיוון סוף פלוס (הובלה אנטרוגרדית).

ההובלה לכיוון סוף המינוס (הובלה רטרוגרדית) נגרמת על ידי קומפלקס של חלבונים מוטוריים אחרים, הדינין. קינסין הוא בצורת דימר. כחלק מהמבנה הרבעוני של החלבון, שתי השרשראות הכבדות ושתי הקלות מהוות קומפלקס חלבון שאין לו קשרים קוולנטיים בין שרשראות החלבון הבודדות. לקינזין שני תחומים מוטוריים (תחומי ראש) שאחראים על תנועה לאורך צינורות המיקרו.

פונקציה, אפקט ומשימות

המשימה העיקרית של קינסין היא להעביר רכיבי תאים ומולקולות מתא מתוך התא לקרום התא. בין היתר מוצאים מהתא רכיבי תאים מושחתים, אנזימים מופרשים, הורמונים משוחררים, חלבוני ממברנה מובאים ממקום הסינתזה לקרום ועוד ועוד.

חומרי אות לתקשורת בין התאים מועברים גם הם לאזור החוץ תאי. בנוירונים, למשל, מעבירים עצבים בתוך שלפוחית ​​מגרעין התא לכיוון האקסונים והסינפסות. משם מועברים אותות לתאי עצב אחרים בעזרת מועברים עצביים. השלפוחיות, אברוני התא או הבי-מולקולות נקשרות לקינזינים באמצעות חלבונים מחברים. בעזרת שני התחומים המוטוריים (הראשים) מתחם הקינזין פועל לאורך המיקרו-צינורית. הכריכה של ראש אחד נשברת שוב ושוב עם העברת אנרגיה על ידי פיצול ATP ל- ADP, ואילו תחילה נותר כריכה של ראש קינסין אחר.

עם זאת, אזור הראש המנותק נקשר מייד שוב לאתר קשירה אחר של המיקרו-צינורות לכיוון קצה הפלוס, ובמקביל מתחם הראש האחר מתמוסס תוך פיצול ATP. המחשוף של ATP ל- ADP באתר הכריכה קיננזין במיקרו-צינורות מוביל לשינוי בקונפורמציה של מכלול הקינזין כולו, מה שמפעיל את תנועתו. תהליך זה חוזר על עצמו עד שמתחם הקינזין הגיע לקרום התא. ביעד מתפצלים האברונים או המולקולות לתא המובלים ממתחם הקינזין.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

קינזין נמצא בכל התאים האוקריוטים. ישנם מגוון של חלבוני קינסין. עם זאת, קומפלקס חלבון זה כמעט ולא השתנה בהיסטוריה השבטית של האורגניזמים האוקריוטים באזור הראש החשוב התפקודי. תפקידה באיקריוטים חד-תאיים כמו האמבה זהה לחלוטין לאורגניזמים רב-תאיים של ממלכת החיות והצמחים. קינסין מעביר אורגנלים ותאים מולקולות לכיוון קרום התא. האינטראקציה של צינורות מיקרו-צינורות היא גם תופעה אוניברסאלית.

שינויים גנטיים קלים מתרחשים בחלק הזנב של קומפלקס החלבון. אזור זה מגיב לרכיבים המשתנים שצריך להעביר ולקשור באופן טבעי לקינזין לפני כן. הקינזינים אינם קשורים לדינינים, המארגנים את הובלת המולקולות והמתחמים המולקולריים מקרום התא לכיוון גרעין התא. עם זאת, ישנם קשרים קשורים למיוזין, שבעזרת האקטין אחראי על תנועת השרירים ובתוך התא לתוואי תובלה קטנים של איברונים תאים עקב דפוסי תנועה דומים.

מחלות והפרעות

מוטציות במתחם קינסין יכולות להוביל לשיבושים בהובלה תוך-תאית. בהקשר של הפרעות אלה ידוע קומפלקס של מחלות נוירולוגיות, המכונות paraplegia spastic hereditary (HSP).

ישנם מעל 50 סוגים שונים של מצב זה, כולם גנטיים. שיתוק עמוד השדרה הספסטי SPG 10 נבדק ביתר פירוט. במחלה זו מוטציה מובילה לייצור לא נכון של קומפלקס קינסין הנקרא KIF5A. כמה מרכיבים פעילים ואברוני תאים מועברים בצורה שגויה ואינם מגיעים עוד לאתר הפעולה. מדובר בחומרים פעילים במיוחד הנדרשים באקסונים של תאי עצב. הנוירונים המקבילים מתנוונים ולא יכולים עוד להעביר דחפים תנועתיים כראוי.

הפרעה זו פוגעת במיומנויות מוטוריות ברגליים. זה מוביל להגברת שיתוק ספסטי של הרגליים. בשלבים המתקדמים של המחלה, המטופל שנפגע תלוי בכיסא גלגלים. עם זאת, paraplegia spastic הם קבוצה של כמה מחלות עם תסמינים דומים. הם מבוססים על מוטציות שונות. 48 מיקומי גנים שונים של HSP ידועים. בנוסף להגבלת הכישורים המוטוריים ברגליים, תסמינים נוירולוגיים אחרים יכולים להופיע גם הם בהתאם למחלה.

ההערכה היא כי מחלות ניוון-ניוון אחרות נגרמות גם הן מהפרעות תחבורתיות בתא. עם זאת, נדרשות חקירות נוספות כדי לחקור את מערכות היחסים המדויקות. עד כה גוברת המודעות לכך שתאי העצב בפרט נפגעים כאשר תפקוד הקינזין נפגע. עד כמה מושפעים תאי גוף אחרים, עדיין אין מספיק ידע.