Galvenā atšķirība starp dinamisko nestabilitāti un skrejceliņu ir tā, ka dinamiskā nestabilitāte rodas, kad mikrocaurules savāc un sadalās vienā galā, savukārt skrejceļš rodas, kad viens gals polimerizējas, bet otrs gals sadalās.
Mikrotubulas ir dinamiski šūnu polimēri. Tie regulē daudzas šūnu darbības, kas ir būtiskas cilvēka ķermenim. Tie ir šūnu dalīšanās, mitoze, adhēzija, virzīta migrācija, šūnu signalizācija, pūslīšu un olb altumvielu piegāde no plazmas membrānas uz priekšu un atpakaļ, polimerizācija un šūnu organizācijas un šūnu formas pārveidošana. Citoskelets sastāv no mikrotubulām, starppavedieniem un aktīna pavedieniem. Viņi pārveido vai reorganizē sevi, reaģējot uz ārējiem signāliem, kas regulē šūnu darbību. Dinamiskā nestabilitāte un skrejceļš ir divas parādības, kas rodas daudzos šūnu citoskeleta pavedienos.
Kas ir dinamiskā nestabilitāte?
Dinamiska nestabilitāte ļauj šūnām vajadzības gadījumā ātri reorganizēt citoskeletu. Mikrotubulās ir unikālas dinamiskas īpašības. Parasti mikrotubulu apakškopa strauji aug, bet citas sarūk. Šo saraušanās, pieauguma un strauju pāreju kombināciju starp diviem stāvokļiem sauc par dinamisku nestabilitāti. Dinamiskajām mikrotubulām ir ierobežots dzīves ilgums, tāpēc mikrotubulu kūļi atrodas atpūtas procesā. Mikrotubulu augšanas un saraušanās procesi ir aktīvi procesi un patērē enerģiju. Tas liek mikrotubulām ātrāk pielāgoties mainīgajai videi. Tas viņiem arī ļauj veikt strukturālus pasākumus, reaģējot uz šūnu vajadzībām.
Attēls 01: dinamiska nestabilitāte
Mikrotubulas veido olb altumvielu tubulīna apakšvienības, kas saistītas ar guanozīna trifosfātu (GTP), kas ir enerģijas nesējs. Šūnas patērē enerģiju, lai uzturētu augstu GTP-tubulīna koncentrāciju polimerizācijai. Šis process ir strauji saistīts ar mikrotubulu galiem un atvieglo mikrotubulu augšanu. Pēc apakšvienību iekļaušanas mikrotubulās GTP hidrolizējas par guanozīna difosfātu (IKP), atbrīvojot enerģiju. IKP tubulīns neliecas uz āru, kamēr tas ir iesprostots mikrotubulās. Mikrotubulas aug, kamēr gali ir stabili. Tomēr, kad gali sāk atdalīties, notiek paplašināšanās. Tā rezultātā tubulīna apakšvienībās izdalās enerģija, jo mikrotubulas strauji saraujas.
Kas ir skrejceļš?
Skrejceļš notiek daudzos šūnu citoskeleta pavedienos, īpaši aktīna pavedienos un mikrotubulās. Tas notiek, kad viena kvēldiega garums palielinās, bet otrs gals sarūk. Tā rezultātā veidojas kvēldiega sekcija, kas pārvietojas pa citosolu vai slāni. Tas ir saistīts arī ar olb altumvielu apakšvienību pastāvīgu noņemšanu no pavedieniem vienā galā, bet olb altumvielu apakšvienības tiek pievienotas no otra gala. Abi aktīna pavediena gali atšķiras ar apakšvienību pievienošanu un noņemšanu. Plusus ar ātrāku dinamiku sauc par dzeloņgaliem, un mīnusus ar lēnāku dinamiku sauc par smailajiem galiem. Aktīna pavedienu pagarināšanās notiek, kad G-aktīns (brīvais aktīns) saistās ar ATP. Parasti pozitīvais beigas ir saistīts ar G-aktīnu. G-aktīna saistīšanās ar F-aktīnu notiek, regulējot kritisko koncentrāciju.
Attēls 02: Aktīna skrejceļš
Kritiskā koncentrācija ir G-aktīna vai mikrotubulu koncentrācija, kas saglabājas līdzsvara ātrumā bez augšanas vai saraušanās. Aktīna polimerizācija vēl vairāk regulē profilīnu un kofilīnu. Profilīns ir aktīnu saistošs proteīns, kas iesaistīts aktīna dinamiskajā aprites un rekonstrukcijas procesā. Kofilīns ir aktīnu saistoša proteīnu saime, kas saistīta ar aktīna mikrofilamentu ātru depolimerizāciju. Mikrotubulu skrejceļš notiek, kad viens gals polimerizējas, bet otrs tiek izjaukts.
Kādas ir līdzības starp dinamisko nestabilitāti un skrejceļš?
- Dinamiska nestabilitāte un skrejceļš ir citoskeleta polimēru uzvedība.
- Tie rodas mikrotubulās.
- Turklāt abi ir saistīti ar nukleozīdu trifosfātu hidrolīzi.
- Tie ir iesaistīti pavedienu augšanā un saraušanā.
- Abi ir aktīvi procesi.
- Turklāt tiem ir nepieciešama enerģija.
Kāda ir atšķirība starp dinamisko nestabilitāti un skrejceliņiem?
Mikrotubulās notiek dinamiska nestabilitāte, un tās vienā galā saliek un izjaucas. Tikmēr skrejceļš notiek aktīna pavedienos un mikrotubulās. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp dinamisko nestabilitāti un skrejceliņu. Turklāt galvenais proteīns, kas iesaistīts dinamiskā nestabilitātē, ir tubulīns, savukārt skrejceļš ir aktīns. Arī ar GTP saistītie nukleotīdi galvenokārt nodrošina enerģiju dinamiskajam nestabilitātes procesam. Tā kā ATP nodrošina enerģiju skrejceļš.
Tālāk esošajā infografikā tabulas veidā ir parādītas atšķirības starp dinamisko nestabilitāti un skrejceļš, lai salīdzinātu.
Kopsavilkums - dinamiska nestabilitāte pret skrejceliņiem
Mikrotubulās notiek dinamiska nestabilitāte, un tās vienā galā saliek un izjaucas. Skrejceļš notiek aktīna pavedienos un mikrotubulās. Dinamiskā nestabilitāte ļauj šūnām vajadzības gadījumā ātri reorganizēt citoskeletu. Skrejceļš notiek daudzos šūnu citoskeleta pavedienos. Mikrotubulu apakškopa strauji aug, bet citi samazinās; tāpēc dinamiskas nestabilitātes laikā pastāv straujas pārejas stāvoklis. Skriešanas laikā viena kvēldiega garums pagarinās, bet otrs gals saraujas. Tātad, šeit ir apkopota atšķirība starp dinamisko nestabilitāti un skrejceliņu.
