Kinesin représente un complexe de certains moteurs protéines dans les cellules eucaryotes. Avec un autre moteur protéines comme la dynéine ou la myosine et d'autres protéines structurales, elle est impliquée dans l'assemblage du cytosquelette. Il sert à transporter les macromolécules, les vésicules et les organites cellulaires du cytoplasme ou du noyau vers les membranes cellulaires.
Qu'est-ce que la kinésine?
Les kinésines sont un groupe de moteurs protéines avec des propriétés et des fonctions similaires. Ils se composent de deux chaînes protéiques lourdes et de deux chaînes légères. Sur les chaînes de protéines lourdes sont les front la région cou, et la partie arrière de la molécule. Les chaînes de protéines légères se fixent à la partie arrière. La kinésine sert à transporter les organites cellulaires, les vésicules et les biomolécules le long des microtubules. Les microtubules représentent un système de rails fait de la protéine tubuline, qui croît toujours du noyau vers le membrane cellulaire. L'extrémité du microtubule en croissance est appelée l'extrémité positive. Ainsi, la kinésine transporte les biochimiques et les organites cellulaires uniquement dans le sens de l'extrémité positive (transport antérograde). Le transport en direction de l'extrémité négative (transport rétrograde) est provoqué par un complexe d'autres protéines motrices, la dynéine. La kinésine existe sous forme de dimère. Dans la structure quaternaire de la protéine, les deux chaînes lourdes et les deux chaînes légères forment un complexe protéique, qui n'a pas de liaison covalente entre les chaînes protéiques individuelles. Ainsi, la kinésine a deux domaines moteurs (front domaines) responsables du mouvement le long des microtubules.
Fonction, action et rôles
La fonction principale de la kinésine est de transporter les composants cellulaires et molécules de l'intérieur de la cellule vers les membranes cellulaires. Cela comprend l'élimination des composants cellulaires dégradés de la cellule, apportant enzymes pour la sécrétion, la sécrétion hormones, amenant les protéines membranaires du site de synthèse à la membrane, et plus encore. Les substances de signalisation pour la communication entre les cellules sont également transportées vers la zone extracellulaire. Dans les neurones, par exemple, les neurotransmetteurs sont transportés dans les vésicules du noyau cellulaire vers les axones et synapses. De là, les neurotransmetteurs sont utilisés pour transmettre des signaux à d'autres cellules nerveuses. Les vésicules, organites cellulaires ou biomolécules se lient aux kinésines via des protéines de connexion. A l'aide des deux domaines moteurs (têtes), le complexe kinésine longe le microtubule. Dans le processus, la liaison d'un front est libérée à plusieurs reprises par transfert d'énergie par clivage de l'ATP en ADP, tandis que la liaison de l'autre tête kinésine est initialement conservée. Cependant, la région de tête détachée se lie immédiatement à nouveau à un autre site de liaison du microtubule dans la direction de l'extrémité plus, tandis qu'en même temps l'autre domaine de tête se détache sous le clivage de l'ATP. Le clivage de l'ATP en ADP au site de liaison de la kinésine sur les microtubules entraîne le changement de conformation de l'ensemble du complexe kinésine, ce qui déclenche sa locomotion. Ce processus est répété jusqu'à ce que le complexe kinésine atteigne le membrane cellulaire. À destination, les organites cellulaires ou molécules à transporter sont clivés du complexe kinésine.
Formation, occurrence, propriétés et valeurs optimales
La kinésine se trouve dans toutes les cellules eucaryotes. Parmi eux, il existe une variété de protéines kinésine. Cependant, ce complexe protéique a peu changé dans la phylogénie des organismes eucaryotes dans la région de la tête fonctionnellement importante. Sa fonction est exactement la même chez les eucaryotes unicellulaires tels que les amibes que chez les organismes multicellulaires des règnes animal et végétal. Kinesin transporte les organites cellulaires et molécules vers la membrane cellulaire. L'interaction de la kinésine et des microtubules représente également un phénomène universel. Des modifications génétiques mineures se produisent dans la partie arrière du complexe protéique. Cette région répond aux composants changeants qui doivent être transportés et préalablement naturellement liés à la kinésine. Les kinésines ne sont pas liées aux dynéines, qui organisent le transport des molécules et des complexes moléculaires de la membrane cellulaire vers le noyau. Cependant, ils sont liés à la myosine, qui, avec l'aide de l'actine, est responsable du mouvement musculaire et, à l'intérieur de la cellule, des petites voies de transport des organites cellulaires en raison de schémas de mouvement similaires.
Maladies et troubles
En association avec des mutations au niveau du complexe kinésine, des troubles du transport intracellulaire peuvent survenir. Dans ces troubles, il existe un complexe de troubles neurologiques appelés paraplégies spastiques héréditaires (HSP). Il existe plus de 50 types différents de ce trouble, tous d'origine génétique. Plus précisément, la paralysie spastique spasmodique SPG 10 a été étudiée. Dans cette maladie, une mutation entraîne la production défectueuse d'un complexe kinésine appelé KIF5A. Certaines substances actives et organites cellulaires sont mal transportées et n'atteignent plus le site d'action. Ce sont des substances particulièrement actives qui sont nécessaires dans les axones des neurones. Les neurones correspondants dégénèrent et ne peuvent plus transmettre correctement les impulsions de mouvement. Ce trouble a un impact sur jambe la fonction motrice. Il en résulte une paralysie spastique croissante des jambes. Au stade avancé de la maladie, le patient atteint dépend d'un fauteuil roulant. Cependant, les paraplégies spastiques sont un groupe de plusieurs troubles avec des symptômes similaires. Ils sont basés sur différentes mutations. Ainsi, 48 différents gène les locus de HSP sont connus. En plus de la restriction de jambe fonction motrice, d'autres symptômes neurologiques peuvent également survenir, en fonction de la maladie. On soupçonne que d'autres maladies neurodégénératives sont également causées par des troubles du transport dans la cellule. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étudier les relations exactes. Jusqu'à présent, il y a de plus en plus de preuves que les cellules nerveuses en particulier sont affectées lorsque la fonction kinésine est perturbée. La mesure dans laquelle les autres cellules du corps sont affectées n'est pas encore suffisamment connue.
