Uçan yeriş: canlı hüceyrənin içindəki zülalla nə baş verir

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Çoxları içimizdə nə qədər heyrətamiz proseslərin baş verdiyindən şübhələnmir. Sizə yalnız ən son yeni nəsil elektron mikroskopların gəlişi ilə görə bildiyiniz mikroskopik dünyaya daha çox nəzər salmağı təklif edirəm.

Hələ 2007-ci ildə yapon tədqiqatçıları mikroskop altında canlı hüceyrənin "molekulyar mühərriklərindən" birinin - aktin lifləri boyunca aktiv şəkildə hərəkət edə bilən və ona bərkidilmiş çəkiləri sürükləyə bilən gəzinti zülalı miozin V-nin işini müşahidə edə bilmişdilər. Miyozin V-nin hər bir addımı onun "ayaqlarından" birinin (arxa) aktin filamentindən ayrılması ilə başlayır. Sonra ikinci ayaq irəli əyilir və birincisi, təsadüfən aktin filamentinə toxunana qədər molekulun ayaqlarını birləşdirən "menteşə" üzərində sərbəst fırlanır. Birinci ayağın xaotik hərəkətinin son nəticəsi ikincinin sabit mövqeyinə görə ciddi şəkildə müəyyən edilir.

Gəlin bu barədə daha çox məlumat əldə edək…

… kinesin belə yeriyir

Canlı orqanizmlər tərəfindən həyata keçirilən istənilən aktiv hərəkətlər (hüceyrə bölünməsi zamanı xromosomların hərəkətindən əzələ daralmasına qədər) hissələri bir-birinə nisbətən hərəkət edə bilən "molekulyar mühərriklər" - zülal komplekslərinin işinə əsaslanır. Yüksək orqanizmlərdə molekulyar mühərriklərin ən mühümləri aktin lifləri boyunca aktiv şəkildə hərəkət edə bilən müxtəlif tipli (I, II, III və s. XVII-ə qədər) miyozin molekullarıdır.

Bir çox "molekulyar mühərriklər", o cümlədən miyozin V, gəzinti hərəkəti prinsipindən istifadə edir. Onlar təxminən eyni uzunluqda diskret addımlarla hərəkət edirlər və növbə ilə molekulun iki "ayaqından" biri və ya digəri öndədir. Bununla belə, bu prosesin bir çox təfərrüatları qeyri-müəyyən olaraq qalır.

Tokiodakı Vaseda Universitetinin fizika fakültəsinin tədqiqatçıları mikroskop altında real vaxt rejimində miozin V-nin işini müşahidə etməyə imkan verən texnika hazırlayıblar. Bunun üçün onlar dəyişdirilmiş miozin V qurdular ki, onun içində ayaq şaftları tubulin mikrotubullarına möhkəm “yapışmaq” xüsusiyyətinə malikdir.

Modifikasiya edilmiş miozin V məhluluna mikrotubulların fraqmentlərini əlavə etməklə alimlər bir neçə kompleks əldə ediblər ki, burada mikroborucuq parçası miozin V-nin yalnız bir ayağına yapışıb, digəri isə sərbəst qalır. Bu komplekslər aktin lifləri boyunca "gəzmək" qabiliyyətini saxladı və onların hərəkətləri müşahidə edilə bilərdi, çünki mikrotubulların fraqmentləri miyozinin özündən çox böyükdür və üstəlik, flüoresan etiketlərlə etiketlənmişdir. Bu halda, iki eksperimental dizayndan istifadə edilmişdir: bir halda, aktin lifi kosmosda sabitlənmişdir və müşahidələr bir mikrotubul parçasının hərəkəti üzərində aparılmışdır, ikincidə isə bir mikrotubul sabitlənmiş və hərəkəti. aktin lif parçası müşahidə edilmişdir.

Nəticədə, miozin V-nin "yerişi" çox ətraflı öyrənildi (birinci şəklə baxın). Hər bir addım miyozinin “arxa” ayağının aktin lifindən ayrılması ilə başlayır. Sonra lifə bağlı qalan həmin ayaq kəskin şəkildə irəli əyilir. Məhz bu anda enerji istehlak olunur (ATP hidrolizi baş verir). Bundan sonra, "sərbəst" ayaq (rəqəmlərdə yaşıl) menteşədə xaotik şəkildə sallanmağa başlayır. Bu Brownian hərəkətindən başqa bir şey deyil. Eyni zamanda, yeri gəlmişkən, alimlər ilk dəfə miozin V-nin ayaqlarını birləşdirən menteşənin onların hərəkətlərini qətiyyən məhdudlaşdırmadığını göstərə bildilər. Gec-tez yaşıl ayaq aktin filamentinin ucuna toxunur və özünü ona yapışdırır. Onun ipə bağlanacağı yer (və buna görə də addım uzunluğu) tamamilə mavi ayağın sabit meyli ilə müəyyən edilir.

Təcrübədə miozin V-nin sərbəst ayağı olan aktin filamentinin axtarışı bir neçə saniyə çəkdi; canlı hüceyrədə bu, görünür, daha sürətli baş verir, çünki orada miyozin ayaqlarında ağırlıq olmadan gəzir. Ağırlıqlar - məsələn, membranlarla əhatə olunmuş hüceyrədaxili veziküllər - ayaqlara deyil, şəkildə "quyruq" kimi təsvir olunan molekulun həmin hissəsinə yapışdırılır.