Тубулин концентрация

Так как скорость деполимеризации гораздо выше скорости роста, в любой момент времени много микротрубочек растет и лишь малая доля их укорачивается. Критической концентрации свободного тубулина, при которой отдельная микротрубочка имела бы неизменную длину, просто не существует вместо этого в широком диапазоне [С] мы находим смесь растущих и укорачивающихся микротрубочек. Хотя при высоких [С] наблюдаемая доля растущих микротрубочек возрастает, каждая отдельная микротрубочка (в отличие от актинового филамента) никогда не достигает стабильного "стационарного состояния". [c.305]

Рис. 10-45. Модель, иллюстрирующая возможный механизм контроля образования микротрубочек в цитоплазме. Предполагается, что концентрация свободного тубулина поддерживается на таком уровне, что микротрубочки с двумя свободными концами постепенно деполимеризуются, а те, у которых свободен только плюс-конец, успещно растут. В этих условиях микротрубочки в клетке могли бы существовать только при наличии специальных мест для прикрепления их минус-концов, а свободных микротрубочек не было бы.

Б. Почему кривая на рис. 11-17, Л в области концентраций тубулина выше 15 мкМ имеет линейно растущий участок, а кривая на рис. 11-17, в области концентраций около 25 мкМ достигает плато [c.207]

Тем не менее эксперименты все же прояснили некоторые аспекты соединения между центросомами и хромосомами. Рассмотрим следующий опыт. Для инициации роста микротрубочек использовали центросомы, а затем добавляли хромосомы. Хромосомы прикреплялись к свободным концам микротрубочек, как показано на рис. 13-13. Далее комплекс разбавляли до очень низкой концентрации тубулина (рис. 13-13) и снова исследовали. Очевидно, что стабильными после разбавления оставались только связанные микротрубочки. [c.257]

Б. Кривые образования микротрубочек в присутствии и в отсутствие центросом различаются по форме, так как в качестве критериев полимеризации в этих двух случаях использовали разные по своей природе параметры. В отсутствие центросом (рис. 11-17, А) о полимеризации судили по общему количеству образовавшегося полимера, которое зависит только от концентрации добавленного тубулина. Это количество с ростом концентрации тубулина также будет расти-линейно и неограниченно. В присутствии центросом (рис. 11-17, ) критерием полимеризации служило число микротрубочек, приходящихся на одну центросому. Поскольку число центров нуклеации на каждой центросоме ограничено (примерно по 60 центров в данном эксперименте), при высоких концентрациях тубулина наступает насыщение. [c.446]

B. Концентрация димеров тубулина, равная 1 мг/мл, соответствует концентрации тубулина, равной 9,1 мкМ. [c.446]

Б. Микротрубочки распадаются, когда концентрация тубулина падает ниже критической величины. В этих условиях скорость сборки не равна скорости диссоциации, и микротрубочки постепенно укорачиваются. Наличие прикрепленных микротрубочек делает такое объяснение более вероятным по сравнению с двумя другими изложенными (в вопросе) возможностями. Ни откреплением от центросомы, ни случайным разрывом нельзя объяснить стабильность связанных микротрубочек. [c.486]

Кратковременная, текущая регуляция генов цитоскелетных белков доступна экспериментальному изучению на культивируемых клетках. Свободный тубулин, вероятно, обменивается в клетке с полимерными структурами, и можно предположить, что активность его генов определяется уровнем свободного тубулина. Агенты, вызывающие увеличение концентрации свободного тубу- [c.100]

Он состоит из двух идентичных субъединиц а М 53 000) и (7И57 000) их аминокислотные последовательности в значительной степени гомологичны, что указывает на дупликацию гена в ходе эволюции. Микротрубочки — полимеры тубулина. Тринадцать линейных протофиламентов субъединиц тубулина составляют структуру трубочки, так что поперечное сечение имеет ось симметрии 13-го порядка, а вид -сбоку представляет упакованные по спирали субъединицы (рис. 10.5). Процессы ассоциации отдельных молекул тубулина н диссоциации микротрубочек находятся в равновесии, на которое влияют различные параметры (температура, концентрации Са + и GTP, фосфорилирование). Очень чистый тубулин образует микротрубочки только в условиях высокой концентрации белка и магния. В клетке действуют и другие факторы, видимо, влияющие на [c.311]

Сборка тубулина ингибируется ионами кальция при участии кальмодулина. Далее, кальмодулин играет специфическую роль при регуляции секреции нейромедиатора из нервного окончания— это также Са2+-зависимый процесс (гл. 8). Очень высокая концентрация кальмодулина в мозге (10 мкмоль/л), а также необычно высокая консервативность аминокислотной последовательности при эволюции указывают на значимость этого белка. Кроме участия в функционировании нейронов, кальмодулин работает как медиатор кальциевой регуляции аденилатциклазы, фосфодиэстеразы, фосфорилазы, киназы и фосфорилирования многочисленных мембранных белков. [c.314]

Другая система, в которой наблюдается аутогенная регуляция, обнаружена в эукариотических клетках. Тубу-лин представляет собой мономер, из которого синтезируются микротрубочки - главная система микрофиламен-тов во всех эукариотических клетках. Образование мРНК тубулина контролируется пулом свободного тубулина. При достижении определенной концентрации в пуле дальнейшее образование тубулиновой мРНК прекращается. Снова используется тот же принцип тубулин, удаленный из пула в процессе сборки макромолекул, не играет роли в регуляции, хотя размеры пула свободных предшественников определяют, будет ли продолжаться его синтез. [c.204]

Кинетика полимеризации тубулина очено сходна с кинетикой полимеризации актина, представленной на рис. 10-39 и 10-40. Относительно быстрой стадии удлинения микротрубочек предшествует лаг-фаза, связанная с образованием начального фрагмента (нуклеацией). Здесь тоже существует некая критическая концентрация свободного тубулина, ниже которой полимеризация невозможна. Центрами нуклеации микротрубочек как в системе in vitro, так и в живых клетках могут служить базсшьные тельца (эти структуры мы рассмотрим в конце главы). [c.102]

Полимеризация актина и тубулина не требует затраты энергии-мономеры присоединяются и в присутствии негидролизуемых аналогов нуклеозидтри-фосфатов. Однако гидролиз нуклеозидтрифосфатов при полимеризации в естественных условиях способствует конформационному изменению мономеров, включающихся в состав полимера, подобно тому как гидролиз АТР приводит к изменению конформации миозиновой головки. В результате сродство свободных мономеров к одному из концов полимера становится больше, чем к другому. Иными словами, критическая концентрация мономера (т. е. та концентрация, при которой устанавливается динамическое равновесие между полимеризацией и деполимеризацией разд. 10.3.4) для одного из концов филамента (-I-) будет ниже, чем для другого (-). С этим связано важное следствие при некоторых промежуточных концентрациях свободных молекул актина или тубулина в среде соответствующий полимер-филамент или микротрубочка-может находиться в своеобразном стационарном состоянии, в котором к одному концу мономеры будут преимущественно присоединяться, а от другого-преимущественно отщепляться. Это явление получило на- [c.103]

Рис. 10-43. Скорость роста микротрубочек при различных концентрациях свободных димеров тубулина. График аналогичен представленному на рис. 10-40, за исключением того, что здесь два конца полимера (в данном случае микротрубочки) растут с неодинаковой скоростью и критические концентрации мономеров для них различны. Поэтому существует такой интервал концентраций тубулина (он выделен темным цветом), в котором микротрубочки с одного конца ( +) полимеризуются, а с другого ( —)-деполимеризуются. Если микротрубочки in vitro находятся в равновесии со свободным тубулином, эффективность их роста равна нулю-скорости процесса полимеризации и деполимеризации одинаковы. В этих условиях микротрубочки сохраняют постоянную длину, но обнаруживают явление тредмиллинга (см. рис. 10-44).

Помимо всего прочего, существование у полимера двух концов (-f и —), для которых критическая концентрация мономера различна, имеет важное значение для пространственной организации филаментов в клетке. В отношении тубулина, например, есть данные, что концентрация свободных мономеров в цитоплазме очень низка, поэтому свободные незакрепленные микротрубочки должны были бы гораздо быстрее терять молекулы с денолимеризую-щегося минус-конца, чем наращивать плюс-конец, и в результате попросту растворялись бы. Следовательно, стабильными в клетке могут быть лишь те микротрубочки, у которых минус-конец заблокирован или заякорен (рис. 10-45). И в самом деле, микротрубочки в клетке растут из специальных образований, называемых центрами организации микротрубочек, которые за- [c.104]

Мнкротрубочкн н мнкрофнламенты (цнтоскелет). В наружном кортикальном слое цитоплазмы неделящихся растительных клеток локализованы микротрубочки (см. рис. 13.2). Их наружный диаметр 30 нм, внутренний — около 14 нм. Они ориентированы параллельно друг другу и перпендикулярно продольной оси клетки (см. рис. 10.6). При делении клетки микротрубочки составляют основу структуры веретена, пучки трубочек прикрепляются также к кинетохорам хромосом. У монадных водорослей микротрубочки входят в состав жгутиков, обеспечивая их подвижность. Все микротрубочки имеют единый план строения и состоят из глобулярного кислого белка тубулина, субъединицей которого является димер, состоящий из двух глобулярных мономеров (а- и Р-тубулинов). В микротрубочке димеры белка располагаются по спирали. Трубка образована 13 субъединицами тубулина. Цитоплазматические микротрубочки легко диссоциируют на субъединицы (разбираются) и собираются вновь. Для сборки микротрубочек благоприятен кислый pH среды, присутствие магнря, СТР и АТР. Разборка ускоряется повышением концентрации Са и низкой температурой. [c.24]

Скорость сборки зависит также от концентрации свободных мономеров тубулина. В контроле сборки микротрубочек участвуют связанные с поверхностью микротрубочек белки. Сборка осушествляется в два этапа. Вначале собирается затравка (ядро), а затем микротрубочка растет путем сборки субъеди-ниц. Сушествует критическая концентрация мономеров тубулина, превышение которой индуцирует сборку микротрубочек. [c.321]

В отличие от кодирующих последовательностей, 5 - и З -фланкирующие участки тубулиновых генов а-и р-мультигенных семейств значительно различаются. По-видимому, это связано с независимой регуляцией экспрессии. Например, один из генов а-ту-булина мышей экспрессируется только в семенниках. У Drosophila концентрация мРНК, транскрибируемых с различных тубулиновых генов, неодинакова в разных тканях и на разных стадиях развития. Один из а-тубулиновых генов экспрессируется только у взрослых самцов дрозофилы, другой-только в яичниках, а два экспрессируются постоянно. У дрожжей два гена а-тубулина, по-видимому, кодируют одинаковые в функциональном отношении полипептиды, хотя один из генов экспрессируется эффективнее другого. Единственный ген Р-тубулина дрожжей существен для их роста. Оказалось, что дрожжевые клетки, у которых блокировано деление, несут мутацию в гене р-тубулина (мутация d ). [c.174]

Содержимое клетки постоянно движется, Цитоплазма мол ет совершать циркуляторное вращение вргфут ядра или вакуоли, а органеллы перемещаться из одро-го участка клетки в другой. Изменение и перемещение. органелл наиболее удобно наблюдать при митозах клеток. Эти процессы также связаны с функционированием внутриклеточных сократительных белков и тубулина, формирующего микротрубочки. Поскольку активность этих- белков зависит от внутриклеточной концентрации Са +, циклических нуклеотидов н других факторов, участвующих в нейрогуморальной регуляции, устранение нервного и гуморального контроля молсет приводить к ускорению митозов и даже к злокачественному "пере-ролсдению клеток. [c.27]

ЛИ стабильность их мРНК при повышенной внутриклеточной концентрации свободных димеров тубулина. Результаты, полученные для двенадцати мутантов с измененной короткой последовательностью мРНК, приведены на рис. 10-16. [c.183]

Образование микротру- в отсутствие (А) и в присут-[ (Б) центросом как функция центрации тубулина (задача -23). Концентрация указана для кров тубулина, служащих. единицами при сборке. [c.207]

Для ответа на эти вопросы исследовали сборку тубулина в микротрубочки in vitro. При концентрациях тубулина ниже 15 мкМ образования микротрубочек не происходило, но при более высоких концентрациях они интенсивно формировались (рис. 11-17, А). Если к раствору тубулина добавляли центросомы, микротрубочки начинали образовываться при концентрации ниже 5 мкМ (рис. 11-17, В). (В этих двух экспериментах использовали различные методы измерения-по общему весу микротрубочек (рис. 11-17, А) и по числу микротрубочек на одну центросому (рис. 11-17, Б), но определяемое снижение критической концентрации сборки микротрубочек в присутствии центросом не зависело от метода измерения.) [c.207]

Полимеризация тубулина имеет много общего с полимеризацией актина. Молекулы соединяются и образует затравку, от которой в обе стороны начинается рост полимера, сопровождающийся гидролизом связанного луклеозидтрифосфата [13]. Критические концентрации полимеризации иа двух разных концах микротрубочки неодинаковы, что в принципе делает возможным проток молекул тубулина вдоль мйкротрубочки (в тех случаях, когда концентрация свободного тубулина в растворе лежит в интервале между критическими концентрациями для концов) [14]. Фрагментация и соединение конец в конец могут, как и в случае актиновых филаментов, изменять численную концентрацию концов микротрубочек в препарате, не влияя на количество молекул, входящих в состав полимера. [c.18]

МОЖНО наблюдать образование нескольких разных полимерных форм тубулина, причем то, какие именно формы образуются, зависит от условий проведения полимеризации [13]. Полиморфизм продуктов полимеризации тубулина направил усилия исследователей на поиск факторов, способных стимулировать ее — зачастую в весьма нефизиологических условиях. В принципе тубулин-связывающие белки можно было бы классифицировать так же, как Мы классифицировали актин-связывающие белки, т. е. по способности присоединяться к свободным молекулам тубулина, быстро растущему и медленно растущему концам микротрубочек и их боковой поверхности. Однако по причинам исторического характера большинство ассоциированных с микротрубочками белко излучалось либо с точки зрения их сополимеризации с тубулином, либо с точки зрения их способности стимулировать сборку микротрубочек. Как уже говорилось ранее по поводу микрофиламентов, то, что мы называем полимеризацией, складывается из нуклеации, элонгации фрагментации и стыковки, и на каждый из перечисленных процессов при сборке микротрубочек могут влиять тубулин-связывающие белки. К этому надо добавить что, поскольку затравки для сборки микротрубочек, больше тех, какие нужны для сборки микрофиламентов,. нуклеация при полимеризации тубулина особенно чувствительна к его концентрации. Действие всякого фактора, стабилизирующего затравки, будет проявляться главным образом в стимуляции нуклеации — независимо от того, является ли это его функцией in vivo. Имея все это в виду, перейдем к обсуждению ассоциированных с микротрубочками белков по отдельности. [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология