Kinesin

Kinesin représente un complexe de certaines protéines motrices dans les cellules eucaryotes, en plus d'autres protéines motrices comme la dynéine ou la myosine et d'autres protéines structurales, il est impliqué dans la construction du cytosquelette. Il est utilisé pour transporter les macromolécules, les vésicules et les organites cellulaires du cytoplasme ou du noyau à la membrane cellulaire.

Qu'est-ce que la kinésine?

Les kinésines sont un groupe de protéines motrices ayant des propriétés et des fonctions similaires. Ils se composent de deux chaînes protéiques lourdes et de deux chaînes légères.La région de la tête, le cou et la queue de la molécule sont situés sur les chaînes de protéines lourdes.

Les chaînes de protéines légères se fixent à la queue. La kinésine est utilisée pour transporter les organites cellulaires, les vésicules et les biomolécules le long des microtubules. Les microtubules représentent un système de rails constitué de la protéine tubuline, qui croît toujours du noyau cellulaire vers la membrane cellulaire. L'extrémité du microtubule en croissance est appelée extrémité dite positive. Cela signifie que la kinésine transporte les substances biologiques et les organites cellulaires uniquement dans le sens de l'extrémité positive (transport antérograde).

Le transport dans le sens de l'extrémité négative (transport rétrograde) est provoqué par un complexe d'autres protéines motrices, la dynéine. La kinésine se présente sous la forme d'un dimère. Dans le contexte de la structure quaternaire de la protéine, les deux chaînes lourdes et les deux chaînes légères forment un complexe protéique qui n'a pas de liaison covalente entre les chaînes protéiques individuelles. La kinésine a deux domaines moteurs (domaines de la tête), qui sont responsables du mouvement le long des microtubules.

Fonction, effet et tâches

La tâche principale de la kinésine est de transporter les composants cellulaires et les molécules de l'intérieur de la cellule vers la membrane cellulaire. Entre autres choses, les composants cellulaires dégradés sont éliminés de la cellule, les enzymes sont sécrétées, les hormones libérées, les protéines membranaires sont amenées du lieu de synthèse à la membrane et bien plus encore.

Les substances signal pour la communication entre les cellules sont également transportées dans la zone extracellulaire. Dans les neurones, par exemple, les neurotransmetteurs sont transportés dans les vésicules à partir du noyau cellulaire en direction des axones et des synapses. De là, les signaux sont transmis à d'autres cellules nerveuses à l'aide de neurotransmetteurs. Les vésicules, organites cellulaires ou biomolécules se lient aux kinésines via des protéines de connexion. A l'aide des deux domaines moteurs (têtes), le complexe kinésine longe le microtubule. La liaison d'une tête est rompue à plusieurs reprises avec le transfert d'énergie en divisant l'ATP en ADP, tandis que la liaison de l'autre tête kinésine est initialement conservée.

La région de tête détachée, cependant, se lie immédiatement à nouveau à un autre site de liaison des microtubules dans la direction de l'extrémité plus, et en même temps l'autre domaine de tête se dissout tout en divisant l'ATP. Le clivage de l'ATP en ADP au site de liaison de la kinésine sur les microtubules conduit à un changement de la conformation de l'ensemble du complexe kinésine, ce qui déclenche son mouvement. Ce processus est répété jusqu'à ce que le complexe kinésine ait atteint la membrane cellulaire. A destination, les organites cellulaires ou molécules à transporter sont séparées du complexe kinésine.

Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales

La kinésine se trouve dans toutes les cellules eucaryotes. Il existe une variété de protéines kinésine. Cependant, ce complexe protéique n'a guère changé dans l'histoire tribale des organismes eucaryotes dans la région de la tête fonctionnellement importante. Sa fonction chez les eucaryotes unicellulaires tels que l'amibe est exactement la même que dans les organismes multicellulaires du règne animal et végétal. Kinesin transporte les organites cellulaires et les molécules vers la membrane cellulaire. L'interaction de la kinésine et des microtubules est également un phénomène universel.

Des modifications génétiques mineures se produisent dans la partie de la queue du complexe protéique. Cette zone réagit aux composants changeants qui doivent être transportés et naturellement liés à la kinésine au préalable. Les kinésines ne sont pas liées aux dynéines, qui organisent le transport des molécules et des complexes moléculaires de la membrane cellulaire vers le noyau cellulaire. Cependant, il existe des relations liées à la myosine, qui, avec l'aide de l'actine, est responsable du mouvement musculaire et à l'intérieur de la cellule des petites voies de transport des organites cellulaires en raison de schémas de mouvement similaires.

Maladies et troubles

Les mutations du complexe kinésine peuvent entraîner des perturbations du transport intracellulaire. Dans le cadre de ces troubles, un complexe de maladies neurologiques est connu, que l'on appelle paraplégie spastique héréditaire (HSP).

Il existe plus de 50 types différents de cette maladie, tous d'origine génétique. La paralysie spastique spinale SPG 10 a été examinée plus en détail. Dans cette maladie, une mutation conduit à une production incorrecte d'un complexe kinésine appelé KIF5A. Certains principes actifs et organites cellulaires sont mal transportés et n'atteignent plus le site d'action. Ce sont des substances particulièrement actives qui sont nécessaires dans les axones des neurones. Les neurones correspondants dégénèrent et ne peuvent plus transmettre correctement les impulsions de mouvement.

Ce trouble affecte la motricité des jambes. Cela conduit à une paralysie spastique croissante des jambes. Aux stades avancés de la maladie, le patient atteint dépend d'un fauteuil roulant. Cependant, la paraplégie spastique est un groupe de plusieurs maladies avec des symptômes similaires. Ils sont basés sur différentes mutations. 48 emplacements différents de gènes HSP sont connus. En plus de la restriction de la motricité des jambes, d'autres symptômes neurologiques peuvent également survenir en fonction de la maladie.

On pense que d'autres maladies neurodégénératives sont également causées par des troubles du transport dans la cellule. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour rechercher les relations exactes. Jusqu'à présent, on prend de plus en plus conscience que les cellules nerveuses en particulier sont altérées lorsque la fonction kinésine est altérée. Dans quelle mesure les autres cellules du corps sont influencées, les connaissances sont encore insuffisantes.