Co je to tubulin?

Tubulin je kulovitý protein, obvykle se vyskytující v eukaryotických buňkách, který přichází v mnoha formách, z nichž všechny hrají zásadní roli ve struktuře a funkci buňky. Alfa a beta formy těchto proteinů jsou základními stavebními bloky mikrotubulů, jedné z hlavních složek buněčného cytoskeletu. Gama tubulin, třetí forma této proteinové rodiny, spolupracuje s dalšími proteiny na zahájení tvorby mikrotubulů v procesu zvaném mikrotubulární nukleace. Další dva proteiny z této rodiny, odrůdy delta a epsilon, mohou hrát roli v buněčné mitóze, ačkoli výzkum těchto proteinů není tak rozsáhlý. Je známo, že většina forem tubulinu jsou heterodimerní proteiny, což znamená, že sestávají ze dvou neidentických polypeptidových sekvencí spojených dohromady.

Předtím, než mohou alfa a beta formy tubulinu začít pracovat a vytvářet mikrotubuly v procesu známém jako polymerace, musí forma gama nejprve poskytnout rámec kombinováním s jinými proteiny za vzniku struktury nazývané gama tubulinový kruhový komplex (y-TUrc). Jakmile je vytvořen y-TUrc, může dojít k polymeraci za použití y-TUrc jako platformy. Gama forma proteinu se obvykle nachází v buněčných organelách známých jako centrosom, což je organizační centrum mikrotubulů (MTOC).

Proces polymerace obvykle probíhá v MTOC a zahrnuje alfa a beta proteinové formy vázající se na nukleotid známý jako guanosintrifosfát (GTP). Zatímco jsou vázány na GTP, tubulinové dimery se uspořádají do dlouhých polymerních řetězců zvaných protofilamenty, které jsou uspořádány střídáním alfa a beta proteinových forem. Tyto protofilamenty jsou pak baleny společně do dutých vláken, což jsou mikrotubuly. Mikrotubuly jsou důležitou součástí buněčného cytoskeletu a hrají zásadní roli při udržování tvaru a struktury buňky. Jsou schopni posunout formaci, aby pomohly při provádění buněčných funkcí, jako je mitóza a transport vezikul, částečně díky pružné povaze alfa a beta tubulinu.

Kdysi se předpokládalo, že tyto proteiny se objevily pouze v eukaryotických buňkách. V 50. letech 20. století však bylo zjištěno, že prokaryotické buňky, konkrétně bakterie, mají protein zvaný Fantmenting teplotně senzitivní mutant Z (FtsZ), který je homologní s tubulinovou skupinou proteinů. FtsZ je kódován genem ftsZ a je součástí prokaryotického cytoskeletu. Hraje roli v prokaryotickém dělení buněk a vytváří strukturu zvanou FtsZ prsten, která je nezbytná pro tvorbu nových buněčných stěn. Prsten FtsZ se také používá v některých eukaryotických buňkách pro dělení chloroplastů a některých odrůd mitochondrií.