Vad är en tubulin?
En tubulin är ett sfäriskt protein, vanligtvis finns i eukaryota celler, som finns i många former, som alla spelar viktiga roller i cellens struktur och funktion. Alfa- och betaformerna för dessa proteiner är de grundläggande byggstenarna i mikrotubuli, en av huvudkomponenterna i cellens cytoskelett. Gamma tubulin, en tredje form av denna proteinfamilj, arbetar tillsammans med andra proteiner för att initiera skapandet av mikrotubuli i en process som kallas mikrotubulkärnbildning. Ytterligare två proteiner från denna familj, delta- och epsilonvarianterna, kan spela en roll i cellmytos, även om forskning om dessa proteiner inte är lika omfattande. De flesta former av tubulin är kända för att vara heterodimerproteiner, vilket betyder att de består av två icke-identiska polypeptidsekvenser bundna samman.
Innan alfa- och betaformerna av tubulin kan börja arbeta med att skapa mikrotubuli i en process som kallas polymerisation, måste gammaformen först tillhandahålla ett ramverk genom att kombinera med andra proteiner för att bilda en struktur som kallas gamma tubulinringkomplexet (y-TUrc). När y-TUrc har bildats kan polymerisation ske med y-TUrc som plattform. Gammaformen av proteinet finns vanligtvis i en cellorganell, känd som centrosomen, som är ett mikrotubulärt organisationscenter (MTOC).
Polymerisationsprocessen sker vanligtvis i en MTOC och involverar alfa- och beta-proteinformerna som binder till en nukleotid känd som guanosintrifosfat (GTP). Medan de är bundna till GTP ordnar tubulindimerer sig i långa polymerkedjor som kallas protofilament, som är ordnade genom att alternera alfa- och beta-proteinformerna. Dessa protofilament packas sedan samman i de ihåliga fibrerna som är mikrotubuli. Mikrotubuli är en viktig del av cellens cytoskelett och spelar en viktig roll för att bibehålla cellens form och struktur. De har möjlighet att skifta bildning för att hjälpa till att utföra cellfunktioner som mitos och vesikeltransport, delvis på grund av den flexibla naturen hos alfa och beta tubulin.
En gång trodde man att dessa proteiner endast förekom i eukaryota celler. På 50-talet upptäcktes emellertid att prokaryota celler, speciellt bakterier, har ett protein som kallas Filamenting-temperaturkänslig mutant Z (FtsZ) som är homolog med tubulinsfamiljen av proteiner. FtsZ kodas av ftsZ-genen och är en komponent i det prokaryota cytoskelettet. Det spelar en roll i prokaryot celldelning och skapar en struktur som kallas FtsZ-ringen som är avgörande för bildandet av nya cellväggar. FtsZ-ringen används också i vissa eukaryota celler för uppdelning av kloroplaster och vissa mitokondrier.