html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Ограниченная концентрация белков привела к образованию микротрубочек двух длин


Схематическое изображение возможных взаимодействий между тубулином (обозначен зеленым) и кинезином (обозначен красным) при сборке и разборке микротрубочки

M. Rank et al./ Physical Review Letters, 2018

Биофизики разработали теоретическую модель, которая описывает изменение длины микротрубочек, в частности, при формировании веретена деления во время митоза. Оказалось, что если количество свободных белков, влияющих на процессы полимеризации и деполимеризации микротрубочек, ограничено, то для них характерно сразу две равновесных длины, между которыми может происходить фазовый переход, пишут ученые в Physical Review Letters.

Один из основных компонентов цитоскелета — микротрубочки. Это цилиндрические образования диаметром около 25 нанометров и длиной от единиц до сотен микрометров, состоящие из молекул тубулина. За счет движения по тубулину моторных белков — кинезина или динеина — микротрубочки обеспечивают протекание многих динамических процессов в клетке, связанных с изменением ее формы, транспортом веществ и движением клеточных органоидов. В частности, микротрубочки принимают активное участие в делении клетки: они образуют веретено деления — динамическую структуру, по которой хромосомы, изначально находившиеся в одном ядре, расползаются в разные стороны.

Чтобы описать, как при митозе может меняться длина микротрубочек, биофизики из Германии и Нидерландов под руководством Эрвина Фрая (Erwin Frey) из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана разработали теоретическую модель, связывающую эту длину с концентрацией в окружающем пространстве тубулина, кинезина и деполимеразы микротрубочек — фермента, который отвечает за разборку микротрубочки. Предложенная модель связывает между собой два конкурирующих процесса: спонтанную полимеризацию в условиях ограниченного количества в цитоплазме тубулина и деполимеразцию под действием фермента и кинезина.

В одной из предыдущих работ ученые показали, что механизм деполимеризации микротрубочки во многом определяется концентрацией кинезина в цитоплазме. После прикрепления к микротрубочке кинезин двигается, перепрыгивая с одной тубулиновой единицы на другую, а когда доходит до конца микротрубочки — отрывается, забирая последнюю молекулу тубулина с собой в цитоплазму. Таким образом, чем больше кинезина в данный момент находится на одной микротрубочке, тем быстрее она будет разбираться. Именно поэтому, если концентрации всех трех свободных белков: тубулина, кинезина и деполимеразы — в клетке ограничена (как это в клетке бывает практически всегда, в том числе и при образовании веретена деления), то именно они и будут определять длину микротрубочки.

Связав между собой скорости реакций всех процессов, проходящих между тремя этими белками при полимеризации микротрубочки с одного конца и ее деполимеризации — с другого, ученые увидели влияние концентрации белков на длину микротрубочки. По результатам, полученным численно с помощью предложенной модели, оказалось, что при характерных для цитоплазмы концентрациях белков, возможны ситуации, при которых для такой системы существуют два положения равновесия — микротрубочка может иметь одну из двух длин, иногда переключаясь между двумя состояниями.

Распределение микротрубочек по длине в зависимости от концентрации кинезина после роста в течение 3 часов и дальнейшей инкубации в течение часа (сверху) и при концентрации 20 наномоль на литр и разным временем роста (снизу)

M. Rank et al./ Physical Review Letters, 2018

С помощью экспериментов in vitro ученые подтвердили, что бистабильная система действительно наблюдается в широком диапазоне концентраций кинезина, характерных для жизнедеятельности клетки. Поэтому экспериментально ученым удалось измерить бимодальное распределение по длине: например, если при концентрациях 0 или 400 наномоль на литр кинезина в распределении наблюдается только один пик, то для промежуточных концентраций присутствуют два ярко выраженных максимума, которые сохраняются в течение длительного времени. Все эти данные хорошо согласуются с теоретическими оценками.

В ближайшем будущем авторы планируют использовать полученные ими результаты и для теоретического описания и моделирования процессов, происходящих непосредственно в живой клетке, при которых ограниченные концентрации белков должны привести к бимодальному распределению микротрубочек по длине, в том числе и при делении клетки.

Недавно ученые смогли снять некоторые динамические процессы, происходящие с клеткой, в том числе и ее деление с образованием митотического веретена, на видео сверхвысокого разрешения с частотой до 200 кадров в секунду. А более подробно о цитоскелете и процессах деления клетки вы можете прочитать (а также посмотреть на электронные фотографии этого процесса) в нашем иллюстрированном материале «Делим на два».

Александр Дубов

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

2

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • ученые
          • университет
          • эксперименты
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции