Co to jest tubulina?
Tubulina jest białkiem sferycznym, zwykle znajdującym się w komórkach eukariotycznych, występującym w wielu formach, z których wszystkie odgrywają istotną rolę w strukturze i funkcji komórki. Formy alfa i beta tych białek są podstawowymi elementami składowymi mikrotubul, jednym z głównych składników cytoszkieletu komórki. Gamma tubulina, trzecia forma tej rodziny białek, współpracuje z innymi białkami, aby zainicjować tworzenie mikrotubul w procesie zwanym zarodkowaniem mikrotubul. Dwa kolejne białka z tej rodziny, odmiany delta i epsilon, mogą odgrywać rolę w mitozie komórkowej, chociaż badania nad tymi białkami nie są tak szeroko zakrojone. Wiadomo, że większość form tubuliny jest białkami heterodimerycznymi, co oznacza, że składają się one z dwóch nieidentycznych połączonych ze sobą sekwencji polipeptydowych.
Zanim formy alfa i beta tubuliny zaczną działać, tworząc mikrotubule w procesie znanym jako polimeryzacja, forma gamma musi najpierw zapewnić szkielet, łącząc się z innymi białkami, aby utworzyć strukturę zwaną kompleksem pierścieniowym tubuliny gamma (y-TUrc). Po utworzeniu y-TUrc, polimeryzacja może zachodzić przy użyciu y-TUrc jako platformy. Postać gamma białka zwykle znajduje się w organelli komórkowej zwanej centrosomem, który jest centrum organizacji mikrotubul (MTOC).
Proces polimeryzacji zwykle odbywa się w MTOC i obejmuje formy białka alfa i beta wiążące się z nukleotydem znanym jako trifosforan guanozyny (GTP). Podczas wiązania z GTP dimery tubuliny układają się w długie łańcuchy polimerowe zwane protofilamentami, które są ułożone przez naprzemienne formy białka alfa i beta. Te protofile są następnie pakowane razem w puste włókna, które są mikrotubulami. Mikrotubule są ważną częścią cytoszkieletu komórki, odgrywając istotną rolę w utrzymaniu kształtu i struktury komórki. Są w stanie zmieniać formację, aby pomóc w wykonywaniu funkcji komórek, takich jak mitoza i transport pęcherzyków, częściowo ze względu na elastyczny charakter tubuliny alfa i beta.
Kiedyś sądzono, że białka te pojawiają się tylko w komórkach eukariotycznych. Jednak w latach 50. odkryto, że komórki prokariotyczne, a konkretnie bakterie, posiadają białko zwane zmutowanym wrażliwym na temperaturę mutantem Z (FtsZ), który jest homologiczny z rodziną białek tubulinowych. FtsZ jest kodowany przez gen ftsZ i jest składnikiem prokariotycznego cytoszkieletu. Odgrywa rolę w prokariotycznym podziale komórek, tworząc strukturę zwaną pierścieniem FtsZ, która jest niezbędna do tworzenia nowych ścian komórkowych. Pierścień FtsZ jest również stosowany w niektórych komórkach eukariotycznych do podziału chloroplastów i niektórych odmian mitochondriów.