Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
[тубулин] =--------------х-----------------------х---------=
мл 1,1 х 10 мг тубулина л
= 9,1 х 10-3 ммоль/л = 9,1 х 10_3 мМ;
[тубулин] = 9,1 мкМ.
Эта величина ниже критической концентрации для сборки
микротрубочек в отсутствие центросом. Таким образом, без предоставляемых
центросомой точек нуклеации микротрубочек в клетке просто не будет.
Вероятно, именно поэтому большинство микротрубочек в животных клетках
"выходят" из центросом.
Литература: Mitchison, Т.; Kirschner, М. Microtubule assembly
nucleated by isolated centrosomes. Nature 312:232-237, 1984.
11-24
А. Микротрубочки, сборка которых происходит на аксонемах
Цитоскелет 447
А. АКСОНЕМА
(+) -конец
(•)-конец
Б. ЦЕНТРОСОМА
В. КИНЕТОХОР
I w
жгутиков, являются продолжением уже имеющихся в них микротрубочек. Тем
самым направление роста четко определено: плюс-конец аксонемы будет
центром нуклеации для микротрубочки, плюс-конец которой в свою очередь
остается свободным для присоединения новых субъединиц. Таким образом,
вновь образованная микротрубочка своим минус-концом присоединена к
аксонеме, а плюс-концом направлена от аксонемы (рис. 11-30, А).
Б. Плюс-концы микротрубочек должны наращиваться быстрее, так как
микротрубочки с открытыми плюс-концами (т. е. те, что присоединены к
плюс-концу аксонемы) длиннее, чем микротрубочки с открытыми минус-концами
(присоединенные к минус-концу аксонемы).
В. Благодаря тому, что у аксонемы можно различить плюс-и минус-концы,
становится очевидным, что скорость наращивания на плюс-концах выше, чем
на минус-концах: микротрубочки, соединенные с плюс-концами, длиннее тех,
которые соединены с минус-концами. Именно эта разница в скорости сборки и
позволяет определить, какова полярность микротрубочек, образующихся на
центросомах и кинетохорах.
Длина микротрубочек, нуклеация которых произошла на центросомах,
свидетельствует о том, что открыт их плюс-конец. Следовательно,
центросомы "организуют" сборку микротрубочек, связывая их минус-концы
(рис. 11-11, Б). Для микротрубочек, образующихся на кинетохорах,
характерно бимодальное распределение по длине; следовательно, некоторые
микротрубочки (те, что длиннее) связаны с кинетохором своими минус-
концами, а некоторые (более короткие)-плюс-концами (см. рис. 11-30, В).
Литература: Mitchison, Т.; Kirschner, М. W. Properties of the
kinetochore in vitro. I. Microtubule nucleation and tubulin binding. J.
Cell Biol. 101:755-765, 1985.
Кинетохор /1
11-25
/
Хромосома
Рис. 11-30. Полярности микротрубочек, нуклеация которых произошла на
аксонемах (А), центросомах (Б) и кинетохорах (В) (ответ 11-24).
А. Два конца одной микротрубочки, по-видимому, ведут себя совершенно
независимо. В то время как один укорачивается, другой может наращиваться,
и оба могут укорачиваться или удлиняться одновременно. Кроме того,
переходы от удлинения к укорочению и наоборот на обоих концах никак не
коррелируют друг с другом.
Б. Гипотеза GTP-колпачка предсказывает, что быстро растущий конец,
имеющий более' длинный колпачок, будет стабильнее, чем медленно растущий,
у которого колпачок короче. Это означает, что, согласно простой гипотезе
GTP-колпачка, быстро удлиняющийся конец должен пребывать в состоянии
полимеризации дольше, чем медленно растущий; иначе говоря, на быстро
растущем конце переключение между фазами удлинения и укорочения будет
происходить реже, чем на медленно удлиняющемся. (Гипотеза ничего не
говорит о том, как часто укорачивающийся конец, у которого нет колпачка,
может превращаться в растущий.)
Если какие-то экспериментальные результаты на этот счет и имеются,
то только против предсказаний простой гипотезы GTP-колпачка. Периоды
роста на "активных" концах не более длительны (наоборот, они оказываются
даже короче), чем на "неактивных". Таким образом, простая гипотеза GTP-
колпачка экспериментально не подтверждается; кроме тубулина связы-
ваться с GTP-колпачком и способствовать тем самым устойчивости
быстро растущих концов могут и другие белки.
В. Поскольку нуклеация сборки микротрубочки центросомой происходит
путем связывания с минус-концами, все свободные концы микротрубочек-это
плюс-концы. Следовательно, все концы должны вести себя однотипно (быть
"активными" или "неактивными"). Полагают, что "активные" концы
соответствуют плюс-концам, однако специально таких исследований не
проводили.
Поскольку свойством стабилизировать микротрубочки
(предохранять их от разборки) обладают ассоциированные с ними белки
(МАР), следует ожидать, что при их добавлении уменьшится частота
переключения между фазами наращивания и распада и увеличится длительность
пребывания в фазе полимеризации (роста). Именно это наблюдается в
эксперименте. Фактически переключение полностью исчезает, и наращивание
происходит равномерно и непрерывно до тех пор, пока не будет достигнуто
стационарное состояние, после чего длина микротрубочек сохраняется
