Kinesin

Kinesin representa um complexo de certas proteínas motoras em células eucarióticas. Além de outras proteínas motoras, como dineína ou miosina e outras proteínas estruturais, está envolvida na construção do citoesqueleto. É usado para transportar macromoléculas, vesículas e organelas celulares do citoplasma ou núcleo para a membrana celular.

O que é kinesin?

As cinesinas são um grupo de proteínas motoras com propriedades e funções semelhantes. Eles consistem em duas cadeias de proteínas pesadas e duas leves.A região da cabeça, pescoço e cauda da molécula estão localizadas nas cadeias de proteínas pesadas.

As cadeias de proteínas leves se ligam à cauda. Kinesin é usado para transportar organelas celulares, vesículas e biomoléculas ao longo de microtúbulos. Os microtúbulos representam um sistema ferroviário formado pela proteína tubulina, que sempre cresce do núcleo da célula em direção à membrana celular. A extremidade crescente do microtúbulo é chamada de extremidade positiva. Isso significa que a cinesina transporta as substâncias biológicas e organelas celulares apenas na direção da extremidade positiva (transporte anterógrado).

O transporte na direção da extremidade negativa (transporte retrógrado) é causado por um complexo de outras proteínas motoras, a dineína. Kinesin está na forma de um dímero. Como parte da estrutura quaternária da proteína, as duas cadeias pesadas e as duas cadeias leves formam um complexo proteico que não possui ligações covalentes entre as cadeias proteicas individuais. Kinesin tem dois domínios motores (domínios da cabeça) que são responsáveis ​​pelo movimento ao longo dos microtúbulos.

Função, efeito e tarefas

A principal tarefa da cinesina é transportar componentes e moléculas celulares de dentro da célula para a membrana celular. Entre outras coisas, componentes celulares degradados são removidos da célula, enzimas são secretadas, hormônios liberados, proteínas de membrana são transportadas do local de síntese para a membrana e muito mais.

Substâncias sinalizadoras para comunicação entre as células também são transportadas para a área extracelular. Nos neurônios, por exemplo, os neurotransmissores são transportados dentro de vesículas do núcleo da célula na direção dos axônios e sinapses. A partir daí, os sinais são transmitidos a outras células nervosas com a ajuda de neurotransmissores. As vesículas, organelas celulares ou biomoléculas ligam-se às cinesinas por meio de proteínas de conexão. Com a ajuda dos dois domínios motores (cabeças), o complexo de cinesina corre ao longo do microtúbulo. A ligação de uma cabeça é repetidamente quebrada com a transferência de energia pela divisão de ATP em ADP, enquanto a ligação da outra cabeça de cinesina é inicialmente retida.

A região da cabeça destacada, no entanto, liga-se imediatamente novamente a outro sítio de ligação dos microtúbulos na direção da extremidade positiva e, ao mesmo tempo, o outro domínio da cabeça se dissolve enquanto divide o ATP. A clivagem do ATP em ADP no local de ligação da cinesina nos microtúbulos leva a uma mudança na conformação de todo o complexo da cinesina, o que desencadeia seu movimento. Este processo é repetido até que o complexo de cinesina alcance a membrana celular. No destino, as organelas celulares ou moléculas a serem transportadas são separadas do complexo de cinesina.

Educação, ocorrência, propriedades e valores ideais

A cinesina é encontrada em todas as células eucarióticas. Existem várias proteínas cinesinas. No entanto, esse complexo de proteínas quase não mudou na história tribal dos organismos eucarióticos na região funcionalmente importante da cabeça. Sua função em eucariotos unicelulares, como a ameba, é exatamente a mesma que nos organismos multicelulares do reino animal e vegetal. A cinesina transporta organelas e moléculas celulares em direção à membrana celular. A interação de cinesina e microtúbulos também é um fenômeno universal.

Pequenas mudanças genéticas ocorrem na porção da cauda do complexo de proteínas. Esta área reage às mudanças nos componentes que devem ser transportados e naturalmente ligados à cinesina de antemão. As cinesinas não estão relacionadas às dineínas, que organizam o transporte de moléculas e complexos moleculares da membrana celular em direção ao núcleo da célula. No entanto, existem relações relacionadas com a miosina, que com a ajuda da actina é responsável pelo movimento muscular e, dentro da célula, por pequenas rotas de transporte das organelas celulares devido a padrões de movimento semelhantes.

Doenças e distúrbios

Mutações no complexo de cinesina podem levar a interrupções no transporte intracelular. No contexto dessas doenças, é conhecido um complexo de doenças neurológicas, que são denominadas paraplegia espástica hereditária (PHS).

Existem mais de 50 tipos diferentes dessa condição, todos genéticos. A paralisia espinhal SPG 10 foi examinada com mais detalhes. Nesta doença, uma mutação leva à produção incorreta de um complexo de cinesina denominado KIF5A. Alguns ingredientes ativos e organelas celulares são transportados incorretamente e não chegam mais ao local de ação. Estas são substâncias especialmente ativas exigidas nos axônios dos neurônios. Os neurônios correspondentes degeneram e não podem mais transmitir adequadamente os impulsos do movimento.

Este distúrbio afeta as habilidades motoras das pernas. Isso leva ao aumento da paralisia espástica das pernas. Nos estágios avançados da doença, o paciente afetado fica dependente de cadeira de rodas. No entanto, as paraplegias espásticas são um grupo de várias doenças com sintomas semelhantes. Eles são baseados em diferentes mutações. São conhecidas 48 localizações diferentes do gene HSP. Além da restrição das habilidades motoras das pernas, outros sintomas neurológicos também podem ocorrer dependendo da doença.

Acredita-se que outras doenças neurodegenerativas também sejam causadas por distúrbios de transporte dentro da célula. No entanto, mais investigações são necessárias para pesquisar as relações exatas. Até agora, existe uma consciência crescente de que as células nervosas em particular são prejudicadas quando a função da cinesina é prejudicada. Até que ponto outras células do corpo são influenciadas, ainda não há conhecimento suficiente.