Pagrindinis skirtumas tarp dinaminio nestabilumo ir bėgimo takelio yra tas, kad dinaminis nestabilumas atsiranda, kai viename gale susirenka ir išsiskleidžia mikrovamzdeliai, o bėgimo takelis atsiranda, kai vienas galas polimerizuojasi, o kitas išyra.
Mikrovamzdeliai yra dinamiški ląsteliniai polimerai. Jie reguliuoja daugelį ląstelių veiklos, kurios yra būtinos žmogaus organizmui. Tai yra ląstelių dalijimasis, mitozė, adhezija, nukreipta migracija, ląstelių signalizacija, pūslelių ir b altymų tiekimas pirmyn ir atgal iš plazmos membranos, polimerizacija ir ląstelių organizacijos bei ląstelės formos remodeliavimas. Citoskeletas susideda iš mikrotubulių, tarpinių gijų ir aktino gijų. Jie perdaro arba pertvarko save, reaguodami į išorinius signalus, reguliuojančius ląstelių veiklą. Dinaminis nestabilumas ir bėgimo takelis yra du reiškiniai, atsirandantys daugelyje ląstelių citoskeleto gijų.
Kas yra dinaminis nestabilumas?
Dinaminis nestabilumas leidžia ląstelėms prireikus greitai pertvarkyti citoskeletą. Mikrovamzdeliai turi unikalių dinaminių savybių. Paprastai mikrotubulių pogrupis greitai auga, o kiti mažėja. Šis susitraukimo, augimo ir greitų perėjimų tarp dviejų būsenų derinys vadinamas dinaminiu nestabilumu. Dinaminių mikrovamzdelių gyvenimo trukmė yra ribota, todėl mikrotubulių ryšuliai yra poilsio procese. Mikrovamzdelių augimo ir susitraukimo procesai yra aktyvūs ir sunaudoja energiją. Dėl to mikrovamzdeliai greičiau prisitaiko prie besikeičiančios aplinkos. Tai taip pat leidžia jiems atlikti struktūrinius susitarimus atsižvelgiant į korinio ryšio poreikius.
01 pav.: dinaminis nestabilumas
Mikrotubulus sudaro b altymo tubulino subvienetai, sujungti su guanozino trifosfatu (GTP), kuris yra energijos nešiklis. Ląstelės sunaudoja energiją, kad išlaikytų aukštą GTP-tubulino koncentraciją polimerizacijai. Šis procesas greitai susiejamas su mikrotubulių galais ir palengvina mikrotubulių augimą. Įjungus subvienetus į mikrovamzdelius, GTP hidrolizuojasi iki guanozindifosfato (BVP), išskirdamas energiją. BVP-tubulinas nesisuka į išorę, kai yra įstrigęs mikrotubuliuose. Mikrovamzdeliai auga, kol galai yra stabilūs. Tačiau kai galai pradeda skirtis, įvyksta išsiplėtimas. Dėl to tubulino subvienetuose išsiskiria energija, nes mikrovamzdeliai greitai susitraukia.
Kas yra bėgimo takelis?
Bėgimo takelis vyksta daugelyje ląstelių citoskeleto gijų, ypač aktino gijų ir mikrotubulių. Tai įvyksta, kai vienos gijos ilgis didėja, o kitas galas susitraukia. Dėl to susidaro gijų dalis, kuri juda per citozolį arba sluoksnį. Taip yra ir dėl to, kad b altymų subvienetai nuolat pašalinami iš gijų viename gale, o b altymų subvienetai pridedami iš kito galo. Du aktino gijos galai skiriasi subvienetų pridėjimu ir pašalinimu. Greitesnės dinamikos pliusiniai galai vadinami spygliuotais galais, o lėtesnės dinamikos minusiniai galai – smailiais. Aktino gijų pailgėjimas vyksta, kai G-aktinas (laisvasis aktinas) prisijungia prie ATP. Paprastai teigiama pabaiga siejama su G-aktinu. G-aktino prisijungimas prie F-aktino vyksta reguliuojant kritinę koncentraciją.
02 pav.: Aktino bėgimo takelis
Kritinė koncentracija – tai G-aktino arba mikrotubulių koncentracija, kuri išlieka pusiausvyra be augimo ar susitraukimo. Aktino polimerizacija toliau reguliuoja profiliną ir kofiliną. Profilinas yra aktiną surišantis b altymas, dalyvaujantis dinaminėje aktino apyvartoje ir rekonstrukcijoje. Kofilinas yra aktiną surišanti b altymų šeima, susijusi su greita aktino mikrofilamentų depolimerizacija. Mikrovamzdelių bėgimo takelis atsiranda, kai vienas galas polimerizuojasi, o kitas išardomas.
Kokie yra dinaminio nestabilumo ir bėgimo takelių panašumai?
- Dinaminis nestabilumas ir bėgimo takelis yra citoskeleto polimerų elgesys.
- Jie atsiranda mikrotubuliuose.
- Be to, abu yra susiję su nukleozidų trifosfato hidrolize.
- Jie dalyvauja gijų augime ir susitraukime.
- Abu yra aktyvūs procesai.
- Be to, jiems reikia energijos.
Kuo skiriasi dinaminis nestabilumas ir bėgimo takelis?
Dinaminis nestabilumas vyksta mikrotubuliuose ir viename gale jie susirenka ir išardomi. Tuo tarpu bėgimo takelis vyksta aktino gijose ir mikrotubuliuose. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp dinaminio nestabilumo ir bėgimo takelio. Be to, pagrindinis b altymas, susijęs su dinaminiu nestabilumu, yra tubulinas, o bėgimo takelyje – aktinas. Be to, su GTP surišti nukleotidai daugiausia suteikia energijos dinaminiam nestabilumo procesui. Kadangi ATP suteikia energijos bėgimui.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami skirtumai tarp dinaminio nestabilumo ir bėgimo takelio lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – dinaminis nestabilumas prieš bėgimo takelį
Dinaminis nestabilumas vyksta mikrotubuliuose ir viename gale jie susirenka ir išsiskleidžia. Bėgimo takelis atsiranda aktino gijose ir mikrotubuliuose. Dinaminis nestabilumas leidžia ląstelėms prireikus greitai pertvarkyti citoskeletą. Bėgimo takelis vyksta daugelyje ląstelių citoskeleto gijų. Mikrovamzdelių pogrupis greitai auga, o kiti mažėja; todėl dinaminio nestabilumo metu egzistuoja greito perėjimo būsena. Bėgimo takelio metu vieno siūlelio ilgis pailgėja, o kitas susitraukia. Taigi, čia apibendrinamas skirtumas tarp dinaminio nestabilumo ir bėgimo takelio.
