Mis on tubuliin?

Tubuliin on sfääriline valk, mida tavaliselt leidub eukarüootsetes rakkudes ja millel on palju vorme, mis kõik mängivad olulist rolli raku struktuuris ja funktsioonis. Nende valkude alfa- ja beetavormid on mikrotuubulite põhilised ehitusplokid, mis on raku tsütoskeleti üks peamisi komponente. Gamma-tubuliin, selle valguperekonna kolmas vorm, töötab koos teiste valkudega, et algatada mikrotuubulite teket protsessis, mida nimetatakse mikrotuubulite tuumaks. Veel kaks selle perekonna valku, delta ja epsilon, võivad mängida osa raku mitoosis, kuigi nende valkude uurimine ei ole nii ulatuslik. Enamik tubuliini vorme on teadaolevalt heterodimeervalgud, mis tähendab, et need koosnevad kahest mitteidentsest omavahel seotud polüpeptiidjärjestusest.

Enne kui tubuliini alfa- ja beetavormid saavad hakata tööle mikrotuubuleid luues protsessis, mida nimetatakse polümerisatsiooniks, peab gamma vorm kõigepealt moodustama raamistiku, kombineerides seda teiste valkudega, et moodustada struktuur, mida nimetatakse gamma-tubuliinitsükli kompleksiks (y-TUrc). Kui y-TUrc on moodustunud, võib y-TUrci platvormina kasutades toimuda polümerisatsioon. Valgu gammavormi leidub tavaliselt tsentrosoomina tuntud rakuorganellis, mis on mikrotuubulite organiseerimise keskus (MTOC).

Polümerisatsiooniprotsess toimub tavaliselt MTOC-s ja see hõlmab alfa- ja beetavalguvormide seostumist guanosiintrifosfaadina (GTP) tuntud nukleotiidiga. GTP-ga seotuna paiknevad tubuliini dimeerid pikkadeks polümeeriahelateks, mida nimetatakse protofilamentideks, mis on paigutatud alfa- ja beetavalguvormide vaheldumisi. Need protofilamendid pakitakse seejärel kokku õõnsateks kiududeks, mis on mikrotuubulid. Mikrotuubulid on raku tsütoskeleti oluline osa, mängides olulist rolli raku kuju ja struktuuri säilitamisel. Nad on võimelised nihutama moodustumist, et aidata täita raku funktsioone, nagu mitoos ja vesiikulite transport, osaliselt alfa- ja beetatubuliini paindlikkuse tõttu.

Kunagi arvati, et need valgud ilmuvad ainult eukarüootsetes rakkudes. Kuid 1950. aastatel avastati, et prokarüootsed rakud, täpsemalt bakterid, omavad valku nimega Filamenteeriv temperatuuritundlik mutant Z (FtsZ), mis on homoloogne tubuliini valkude perekonnaga. FtsZ on kodeeritud ftsZ geeni poolt ja see on prokarüootse tsütoskeleti komponent. See mängib rolli prokarüootsete rakkude jagunemisel, luues struktuuri, mida nimetatakse FtsZ-rõngaks, mis on uute rakuseinte moodustamiseks ülioluline. FtsZ tsüklit kasutatakse ka mõnedes eukarüootsetes rakkudes kloroplastide ja teatud sortide mitokondrite jagunemiseks.