Wat is een tubuline?
Een tubuline is een bolvormig eiwit, meestal in eukaryotische cellen, dat in vele vormen voorkomt, die allemaal vitale rollen spelen in de structuur en functie van de cel. De alfa- en bèta-vormen van deze eiwitten zijn de basisbouwstenen van microtubuli, een van de belangrijkste componenten van het cytoskelet van een cel. Gamma-tubuline, een derde vorm van deze eiwitfamilie, werkt samen met andere eiwitten om de vorming van microtubuli te initiëren in een proces dat microtubulelkiemvorming wordt genoemd. Nog twee eiwitten uit deze familie, de delta- en epsilon-variëteiten, kunnen een rol spelen bij cel mitose, hoewel het onderzoek naar deze eiwitten niet zo uitgebreid is. Van de meeste vormen van tubuline is bekend dat het heterodimere eiwitten zijn, wat betekent dat ze bestaan uit twee niet-identieke polypeptidesequenties die aan elkaar zijn gebonden.
Voordat de alfa- en bèta-vormen van tubuline aan de slag kunnen gaan met het maken van microtubuli in een proces dat bekend staat als polymerisatie, moet de gamma-vorm eerst een raamwerk bieden door te combineren met andere eiwitten om een structuur te vormen die het gamma-tubuline-ringcomplex (y-TUrc) wordt genoemd. Zodra de y-TUrc is gevormd, kan polymerisatie plaatsvinden met behulp van de y-TUrc als platform. De gamma-vorm van het eiwit wordt meestal gevonden in een celorganel dat bekend staat als het centrosoom, een microtubule-organisatiecentrum (MTOC).
Het polymerisatieproces vindt meestal plaats in een MTOC en omvat de alfa- en bèta-eiwitvormen die binden aan een nucleotide dat bekend staat als guanosinetrifosfaat (GTP). Hoewel gebonden aan GTP, rangschikken tubulinedimeren zich in lange polymeerketens genaamd protofilamenten, die worden gerangschikt door de alfa- en bèta-eiwitvormen af te wisselen. Deze protofilamenten worden vervolgens samengepakt in de holle vezels die microtubuli zijn. Microtubuli zijn een belangrijk onderdeel van het cytoskelet van een cel en spelen een vitale rol in het behoud van de vorm en structuur van de cel. Ze zijn in staat om de formatie te verschuiven om te helpen bij de uitvoering van celfuncties zoals mitose en vesikeltransport, deels vanwege de flexibele aard van alfa en beta-tubuline.
Er werd ooit gedacht dat deze eiwitten alleen in eukaryotische cellen verschenen. In de jaren 1950 werd echter ontdekt dat prokaryotische cellen, met name bacteriën, een eiwit hebben dat filamenting-temperatuurgevoelige mutant Z (FtsZ) wordt genoemd en dat homoloog is aan de tubulinefamilie van eiwitten. FtsZ wordt gecodeerd door het ftsZ-gen en is een component van het prokaryotische cytoskelet. Het speelt een rol bij de prokaryotische celdeling en creëert een structuur die de FtsZ-ring wordt genoemd en die van vitaal belang is voor de vorming van nieuwe celwanden. De FtsZ-ring wordt ook gebruikt in sommige eukaryotische cellen voor de verdeling van chloroplasten en sommige soorten mitochondriën.