Mikrotübül nedir, nerede bulunur ve nasıl oluşurlar? Mikrotübüllerin hücre içindeki görevleri nelerdir, yapısı ve özellikleri.
Mikrotübüller, bir hücrenin hücre iskeletinin parçası olan, hücre boyunca uzanan, hücre şeklini veren ve organellerini yerinde tutan bir protein filamentleri ağı olan alfa ve beta tübülin proteinlerinden yapılmış mikroskobik içi boş tüplerdir. Mikrotübüller, hücre iskeletindeki en büyük yapılardır ve yaklaşık 24 nanometre kalınlığındadır. Hücre hareketinde, hücre bölünmesinde ve hücrelerin içindeki malzemelerin taşınmasında rolleri vardır.
Mikrotübül Yapısı
Mikrotübüller, tekrar eden protein yapılarından, özellikle alfa ve beta tübülin dimerlerinden oluşan içi boş silindirlerdir. Dimerler, iki proteinin kompleksleridir. ɑ-tübülin ve tub-tübülin, bir dimer oluşturmak için birbirine bağlanır ve daha sonra bu dimerlerin birden fazla birimi, protofilament adı verilen bir zincir oluşturmak için her zaman alfa ve beta dönüşümlü olarak birbirine bağlanır. Daha sonra on üç protofilament, bir mikrotübül oluşturmak için silindirik bir modelde düzenlenir. Mikrotübüller, dimerlerin eklenmesi ve çıkarılmasıyla sürekli olarak monte edilir ve sökülür. Dinamik bir denge durumunda oldukları söylenir çünkü tek tek moleküllerin kendileri sürekli değişse de yapıları korunur.
Mikrotübüller, nispeten hızlı büyüyen pozitif yüklü bir uca ve nispeten yavaş büyüyen bir negatif yüklü uca sahip polar moleküllerdir. Protofilamentler kendilerini bir mikrotübül içinde birbirlerine paralel olarak düzenlerler, bu nedenle mikrotübülün pozitif ucu her zaman açıkta beta alt birimlerine sahipken, negatif uçta alfa alt birimleri açığa çıkar. Polariteye sahip olmak, mikrotübülün belirli bir şekilde birleşmesine ve doğru şekilde çalışmasına izin verir.
Hayvan hücrelerinde, mikrotübüller, hücrenin merkezinde bulunan ve bir mikrotübül düzenleme merkezi olan sentrozom adı verilen bir organelden dışarı doğru yayılır. Bitki ve mantar hücrelerinde sentrozom yoktur ve bunun yerine çekirdek zarı bu görevi görür.
Mikrotübüllerin İşlevi
Hücre Hareketi
Mikrotübüller, silia (kirpik) ve flagella gibi yapıları verir. Kirpikler, bir hücrenin küçük çıkıntılarıdır. İnsanlarda, mukus ve kir gibi maddelerin akciğerlere girmesini önledikleri trakeayı kaplayan hücrelerde bulunurlar. Ayrıca dişi üreme sisteminin fallop tüplerinde de bulunurlar ve yumurtalıktan salınan yumurtanın rahme taşınmasına yardımcı olurlar. Flagella, hücrelerin hareket etmesine izin veren kuyruk benzeri eklentilerdir. Bazı bakterilerde bulunurlar ve insan spermi de flagella yoluyla hareket eder. Mikrotübüller ayrıca, hücrenin bir ucunda kasılıp diğerinde genişleyerek tüm hücrelerin bir yerden başka bir yere “sürünmesine” veya göç etmesine izin verir.
Hücre bölünmesi
Mikrotübüller, iğ iplikleri oluşturmada önemli bir rol oynar. Ökaryotik hücrelerde mitoz (hücre bölünmesi) sırasında oluşan bir yapıdır. İğ iplikler, hücre bölünmesi sırasında kromozomları düzenler ve ayırır, böylece kromozomlar iki ayrı yavru hücreye bölünebilir.
Mikrotübüllerin üç alt grubu, mitoz sürecine yardımcı olur: astral, polar ve kinetokor mikrotübüller. Astral mikrotübüller, bir hücrenin mikrotübül kontrol merkezinden hücre zarına yayılır ve iğ ilikleri yerinde tutar. Tüm mikrotübüller kutupsaldır; bunlara özellikle polar mikrotübüller denir. Kinetochore mikrotübülleri, kromozomları ayırmaya yardımcı olmak için bağlanır; Kromozomlar, kinetokor adı verilen bir protein kompleksi tarafından mikrotübüllere bağlanır.
Hücre Taşıma
Hücre iskeletinin bir parçası olan mikrotübüller, organelleri bir hücrenin sitoplazması içinde hareket ettirmeye yardımcı olur; bu, hücrenin çekirdeği hariç hücrenin içeriğinin tamamıdır. Ayrıca hücrenin çeşitli alanlarının birbirleriyle iletişim kurmasına yardımcı olurlar. Mikrotübüller hücre bileşenlerinin hareket etmesine yardımcı olmanın yanında hücreye şekil ve yapı kazandırırlar.
Diğer Hücre İskeleti Bileşenleri
Ökaryotik hücre iskeletinin diğer iki ana bileşeni, mikrofilamentler ve ara filamentlerdir. Mikrofilamentler, yaklaşık 7 nm çapında olup mikrotübüllerden daha küçüktür. Hücre bölünmesi sırasında sitoplazmanın bölünmesine yardımcı olurlar ve ayrıca hücre boyunca sitozol (hücre sıvısı) akışı olan sitoplazmik akışta rol oynarlar. Ara filamentler, mikrofilamentlerden daha büyük, ancak mikrotübüllerden daha küçüktür. Hücreye şeklini vermeye ve yapısal destek sağlamaya yardımcı olurlar.
İlgili Biyoloji Terimleri
- Tubulin – Mikrotübülleri oluşturan protein.
- Sitoplazma – Bir hücrenin çekirdek dışındaki tüm içeriği.
- İğ iplikleri – Mitoz sırasında kromozomları ayıran mikrotübüllerden oluşan bir yapı.
- Kinetokor – Kromozomların mitotik iğdeki mikrotübüllere bağlanmasına yardımcı olan bir protein kompleksi.