Põhiline erinevus dünaamilise ebastabiilsuse ja jooksulindi vahel on see, et dünaamiline ebastabiilsus tekib siis, kui mikrotuubulid ühest otsast kokku koonduvad ja lahti lähevad, samas kui jooksulint toimub siis, kui üks ots polümeriseerub ja teine ots laguneb.
Mikrotuubulid on dünaamilised rakulised polümeerid. Nad reguleerivad paljusid inimkeha jaoks olulisi rakulisi tegevusi. Need on rakkude jagunemine, mitoos, adhesioon, suunatud migratsioon, raku signaalimine, vesiikulite ja valkude kohaletoimetamine plasmamembraanist edasi-tagasi, polümerisatsioon ning rakulise organisatsiooni ja raku kuju ümberkujundamine. Tsütoskelett koosneb mikrotuubulitest, vahefilamentidest ja aktiini filamentidest. Nad teevad või korraldavad end ümber vastusena välistele signaalidele, mis reguleerivad raku tegevust. Dünaamiline ebastabiilsus ja jooksulint on kaks nähtust, mis esinevad paljudes rakulistes tsütoskeleti filamentides.
Mis on dünaamiline ebastabiilsus?
Dünaamiline ebastabiilsus võimaldab rakkudel tsütoskeleti vajadusel kiiresti ümber korraldada. Mikrotuubulid sisaldavad ainulaadseid dünaamilisi omadusi. Üldiselt kasvab mikrotuubulite alamhulk kiiresti, samas kui teised kahanevad. Seda kahanemise, kasvu ja kiirete üleminekute kombinatsiooni kahe oleku vahel nimetatakse dünaamiliseks ebastabiilsuseks. Dünaamiliste mikrotuubulite eluiga on piiratud, nii et mikrotuubulite kimbud on puhkeprotsessis. Mikrotuubulite kasvu- ja kahanemisprotsessid on aktiivsed protsessid ja kulutavad energiat. See muudab mikrotuubulite muutuva keskkonnaga kiiremini kohanemiseks. See võimaldab neil teha ka struktuurseid korraldusi vastuseks mobiilside vajadustele.
Joonis 01: Dünaamiline ebastabiilsus
Mikrotuubulid koosnevad valgu tubuliini subühikutest, mis on seotud guanosiintrifosfaadiga (GTP), mis on energiakandja. Rakud tarbivad energiat, et säilitada polümerisatsiooniks kõrge GTP-tubuliini kontsentratsioon. See protsess seostub kiiresti mikrotuubulite otstega ja hõlbustab mikrotuubulite kasvu. Pärast subühikute lisamist mikrotuubulitesse hüdrolüüsib GTP guanosiindifosfaadiks (GDP), vabastades energiat. SKT-tubuliin ei kõverdu mikrotuubulitesse jäädes väljapoole. Mikrotuubulid kasvavad, kui otsad on stabiilsed. Kui aga otsad hakkavad eralduma, toimub laienemine. Selle tulemuseks on energia vabanemine tubuliini subühikutes, kuna mikrotuubulid kiiresti kahanevad.
Mis on jooksulint?
Jooksmine toimub paljudes raku tsütoskeleti filamentides, eriti aktiini filamentides ja mikrotuubulites. See toimub siis, kui ühe hõõgniidi pikkus kasvab, samal ajal kui teine ots kahaneb. Selle tulemuseks on filamentlõik, mis liigub üle tsütosooli või kihi. Selle põhjuseks on ka valgu subühikute pidev eemaldamine filamentidest ühest otsast, samas kui teisest otsast lisatakse valgu subühikuid. Aktiinfilamendi kaks otsa erinevad subühikute lisamise ja eemaldamise poolest. Kiirema dünaamikaga plussotsi nimetatakse okasotsteks ja aeglasema dünaamikaga miinusotsi nimetatakse teravateks otsteks. Aktiini filamentide pikenemine toimub siis, kui G-aktiin (vaba aktiin) seondub ATP-ga. Üldiselt seostatakse positiivset lõppu G-aktiiniga. G-aktiini seondumine F-aktiiniks toimub kriitilise kontsentratsiooni reguleerimisega.
Joonis 02: Aktiini jooksulint
Kriitiline kontsentratsioon on G-aktiini või mikrotuubulite kontsentratsioon, mis püsivad tasakaalus ilma kasvu või kahanemiseta. Aktiini polümerisatsioon reguleerib veelgi profiliini ja kofiliini. Profiliin on aktiini siduv valk, mis osaleb aktiini dünaamilises ringluses ja rekonstrueerimises. Cofilin on aktiini siduv valkude perekond, mis on seotud aktiini mikrofilamentide kiire depolümerisatsiooniga. Mikrotuubulite jooksmine toimub siis, kui üks ots polümeriseerub, samal ajal kui teine läheb lahti.
Millised on dünaamilise ebastabiilsuse ja jooksulindi sarnasused?
- Dünaamiline ebastabiilsus ja jooksulint on tsütoskeleti polümeeride käitumine.
- Need esinevad mikrotuubulites.
- Lisaks on mõlemad seotud nukleosiidtrifosfaadi hüdrolüüsiga.
- Nad on seotud filamentide kasvu ja kahanemisega.
- Mõlemad on aktiivsed protsessid.
- Lisaks vajavad nad energiat.
Mis vahe on dünaamilisel ebastabiilsusel ja jooksulindil?
Dünaamiline ebastabiilsus toimub mikrotuubulites ning need koonduvad ühest otsast kokku ja lahti. Samal ajal toimub jooksmine aktiini filamentides ja mikrotuubulites. Seega on see peamine erinevus dünaamilise ebastabiilsuse ja jooksulindi vahel. Pealegi on dünaamilise ebastabiilsuse peamine valk tubuliin, jooksmisel aga aktiin. Samuti annavad GTP-ga seotud nukleotiidid peamiselt energiat dünaamilise ebastabiilsuse protsessi jaoks. ATP annab jooksulindimiseks energiat.
Allpool olev infograafik esitab dünaamilise ebastabiilsuse ja jooksulindi erinevused tabelina, et kõrvuti võrrelda.
Kokkuvõte – dünaamiline ebastabiilsus vs jooksulint
Dünaamiline ebastabiilsus toimub mikrotuubulites ning need koonduvad ja eralduvad ühest otsast. Jooksmine toimub aktiini filamentides ja mikrotuubulites. Dünaamiline ebastabiilsus võimaldab rakkudel tsütoskeleti vajadusel kiiresti ümber korraldada. Jooksmine toimub paljudes raku tsütoskeleti filamentides. Mikrotuubulite alamhulk kasvab kiiresti, samas kui teised kahanevad; seetõttu eksisteerib dünaamilise ebastabiilsuse ajal kiire ülemineku olek. Jooksu ajal ühe hõõgniidi pikkus pikeneb, samas kui teine ots kahaneb. Niisiis, see võtab kokku erinevuse dünaamilise ebastabiilsuse ja jooksulindi vahel.
