الأنابيب الدقيقة عبارة عن خيوط أسطوانية مجوفة يبلغ قطرها حوالي 25 نانومتر وطولها يتراوح من 200 نانومتر إلى 25 ميكرومتر. تشكل الوحدات الفرعية للأنابيب المرتبطة ب GTP αβ-heterodimers لتجميع الأنابيب الدقيقة. تتفاعل هذه اللبنات الأساسية طوليا ، وتتحول إلى خيوط أولية. ثم تتفاعل الخيوط الأولية مع بعضها البعض من خلال قوى الترابط الجانبية لتشكيل أنابيب دقيقة أسطوانية مستقرة. هذه الخيوط الأسطوانية ديناميكية لأنها تخضع للتجميع والتفكيك المتكرر. يمكن العثور على عدم الاستقرار الديناميكي المميز هذا في كل من الجسم الحي وفي المختبر.

عدم الاستقرار الديناميكي

قد تستطيل الأنابيب الدقيقة الفردية وتتقلص في وقت واحد على طرفي نقيض في وقت معين. يتم تحديد ما إذا كانت الأنابيب الدقيقة تنمو أو تتقلص من خلال معدلات الكوارث والإنقاذ. تحدث الكارثة عندما تبدأ الأنابيب الدقيقة المتنامية في التقصير بسرعة. الإنقاذ هو تحول الأنابيب الدقيقة المتقلصة إلى الاستطالة بسرعة. معدل التحلل المائي المرتبط ب β التوبولين GTP هو عامل أساسي يحدد عدم الاستقرار الديناميكي.

في الخلية ، توجد كل من الوحدات الفرعية للتوبولين الحرة وأشكالها غير المتجانسة في التجمع السيتوبلازمي. تبدأ بلمرة الوحدات الفرعية للتوبولين عندما تكون الوحدات الفرعية αβ-غير المتجانسة المرتبطة ب GTP أعلى من تركيز العتبة ، ويشار إليه باسم التركيز الحرج لبلمرة الأنابيب الدقيقة. يوجد β-tubulin في شكلين. إن التوبولين المرتبط ب GTP β أو شكل T مسؤول عن الاستطالة والبنية الخطية المستقرة للأنابيب الدقيقة. في المقابل ، فإن β-tubulin المرتبط بالناتج المحلي الإجمالي أو الشكل D يفضل تفكيك الأنابيب الدقيقة. تعمل الأنابيب β-tubulins المرتبطة ب GTP في الطرف المتنامي كغطاء ، مما يمنع انحناء الخيوط الأولية ويعزز الاستطالة. عند التحلل المائي ل GTP ، يتغير شكل β-tubulin قليلا ، مما يؤدي إلى تقويس الشعيرات الأولية. يسهل هذا التقويس ارتباط البروتينات المزعزعة للاستقرار مثل الستاثمين وكينيسين -13 لإزالة غيري αβ-tubulin.

العوامل المنظمة لعدم الاستقرار

البروتينات المرتبطة بالأنابيب الدقيقة أو MAPs هي منظمات مهمة لعدم الاستقرار الديناميكي للأنابيب الدقيقة. تصنف MAPs على نطاق واسع على أنها مثبتات ومزعزعة للاستقرار بناء على وظيفتها في ديناميكيات الأنابيب الدقيقة. ترتبط خرائط التثبيت بالأنابيب الدقيقة لتقليل حدث الكارثة وتعزيز الاستطالة. من ناحية أخرى ، ترتبط مزعزعات الاستقرار بتعزيز الكارثة. تهيمن خرائط التثبيت أثناء الطور البيني وفي الأنابيب الدقيقة المحورية والتغصنية للخلايا العصبية ، مما يعزز التجميعات المستقرة. أثناء الانقسام ، تكون خرائط الخرائط المزعزعة للاستقرار أكثر شيوعا. هذه MAPs مسؤولة عن فصل الكروموسوم وتفكيك شبكة الهيكل الخلوي لانقسام الخلايا.