Kinesin מייצג קומפלקס של מנוע מסוים חלבונים בתאים אוקריוטיים. יחד עם מנוע אחר חלבונים כגון דיינין או מיוזין וחלבונים מבניים אחרים, הוא מעורב בהרכבת השלד הציטו. הוא משמש להובלת מקרומולקולות, שלפוחיות ואברוני תאים מהציטופלזמה או מהגרעין לעבר קרומי התאים.
מה זה קינסין?
קינסינס הם קבוצת מנועים חלבונים עם מאפיינים ופונקציות דומים. הם מורכבים משתי שרשראות חלבונים קלות וכבדות. על שרשראות החלבון הכבדות נמצאים ראש אזור, צווארוחלק הזנב של המולקולה. שרשראות החלבון הקלות מתחברות לחלק הזנב. Kinesin משמש להובלת אברונים של תאים, שלפוחיות וביומולקולות לאורך צינורות. מיקרובוביות מייצגות מערכת מסילות העשויות מחלבון טובולין, שצומח תמיד מהגרעין לכיוון קרום תא. קצה המיקרו-צינור הגדל נקרא קצה הפלוס. לפיכך, קיננסין מעביר ביוכימיקלים ואברונים תאיים רק לכיוון הקצה הפלוס (הובלה אנטרוגרדית). הובלה לכיוון קצה המינוס (הובלה רטרוגרדית) מתבקשת על ידי קומפלקס של חלבונים מוטוריים אחרים, dynein. קינזין קיים כדימר. בתוך המבנה הרבעוני של החלבון, שתי השרשראות הכבדות ושתי הקלות יוצרות קומפלקס חלבון, שאין לו קשר קוולנטי בין שרשראות החלבון הבודדות. לפיכך, לקינסין שני תחומים מוטוריים (ראש תחומים) האחראיים על תנועה לאורך צינורות מיקרו.
פונקציה, פעולה ותפקידים
התפקיד העיקרי של הקינזין הוא הובלת רכיבי תאים ו מולקולות מתוך התא לעבר קרומי התא. זה כולל הסרת רכיבים סלולריים מושפלים מהתא, הבאת אנזימים להפרשה, להפרשה הורמונים, הבאת חלבוני קרום מאתר הסינתזה לקרום ועוד. חומרי איתות לתקשורת בין תאים מועברים גם לאזור החוץ תאי. בתאי עצב, למשל, מועברים נוירוטרנסמיטורים בתוך שלפוחית מגרעין התא לאקסונים ו סינפסות. משם משתמשים במוליכים העצביים להעברת אותות לתאי עצב אחרים. השלפוחיות, אברוני התא או הביו-מולקולות נקשרות לקינזינים באמצעות חלבונים מחברים. בעזרת שני התחומים המוטוריים (ראשים), מתחם הקינזין עובר לאורך המיקרו-צינור. בתהליך, הכריכה של אחד ראש משתחרר שוב ושוב על ידי העברת אנרגיה באמצעות מחשוף של ATP ל- ADP, בעוד שקשירת ראש הקינזין האחר נשמרת בתחילה. עם זאת, אזור הראש המנותק מיד נקשר שוב לאתר כריכה אחר של המיקרו-צינור לכיוון סוף הקצה, כשבמקביל תחום הראש השני מתנתק תחת מחשוף של ATP. המחשוף של ATP ל- ADP באתר הקישור של הקינזין במיקרו צינורות גורם לשינוי קונפורמציה של כל קומפלקס הקינזין, מה שמפעיל את תנועתו. תהליך זה חוזר על עצמו עד שמתחם הקינסין מגיע ל- קרום תא. ביעד, אברוני התא או מולקולות שיועברו נבקעים ממתחם הקינזין.
גיבוש, התרחשות, מאפיינים וערכים אופטימליים
קינזין נמצא בכל התאים האוקריוטים. ביניהם, ישנם מגוון חלבוני קינסין. עם זאת, קומפלקס חלבונים זה השתנה מעט בפילוגניה של אורגניזמים אוקריוטים באזור הראש החשוב מבחינה תפקודית. תפקידו זהה לחלוטין באיקריוטים חד תאיים כמו האמבות כפי שהוא באורגניזמים רב תאיים של ממלכות החי והצומח. קינזין מוביל אברונים של תאים ו מולקולות לקראת ה קרום תא. האינטראקציה של קינסין ומיקרו-צינורות מייצגת גם תופעה אוניברסלית. שינויים גנטיים קלים מתרחשים בחלק הזנב של קומפלקס החלבון. אזור זה מגיב לרכיבים המשתנים שיש להעביר ולקשר בעבר באופן טבעי לקינזין. קינסים אינם קשורים לדינינים, המארגנים את הובלת מולקולות ומתחמים מולקולריים מקרום התא לכיוון הגרעין. עם זאת, הם קשורים למיוזין, אשר בעזרת אקטין אחראי על תנועת השרירים ובתוך התא על מסלולי תחבורה קטנים של אברוני התא בגלל דפוסי תנועה דומים.
מחלות והפרעות
בקשר למוטציות במתחם הקינזין, עלולות להתרחש הפרעות בתעבורה תוך תאית. בתוך הפרעות אלו, ישנו קומפלקס של הפרעות נוירולוגיות המכונות פרפלגיות ספסטיות תורשתיות (HSP). ישנם מעל 50 סוגים שונים של הפרעה זו, שכולם גנטיים. באופן ספציפי יותר, שיתוק עמוד השדרה הספסטי SPG 10 נחקר. במחלה זו, מוטציה גורמת לייצור לקוי של קומפלקס קינסין הנקרא KIF5A. חלק מהחומרים הפעילים ואבריוני התאים מועברים בצורה שגויה ואינם מגיעים יותר לאתר הפעולה. אלה חומרים פעילים במיוחד הנחוצים באקסונים של נוירונים. הנוירונים המקבילים מתנוונים ואינם יכולים עוד להעביר דחפי תנועה כהלכה. להפרעה זו יש השפעה על רגל תפקוד מוטורי. התוצאה היא שיתוק ספסטי של הרגליים. בשלב המתקדם של המחלה, המטופל הנגוע תלוי בכיסא גלגלים. עם זאת, פרפלגיות ספסטיות הן קבוצה של מספר הפרעות עם תסמינים דומים. הם מבוססים על מוטציות שונות. לפיכך, 48 שונים גֵן לוקוסים של HSP ידועים. בנוסף להגבלה של רגל תפקוד מוטורי, תסמינים נוירולוגיים אחרים עשויים להופיע, תלוי במחלה. יש חשד שמחלות ניווניות אחרות נגרמות כתוצאה מהפרעות תחבורה בתוך התא. עם זאת, יש צורך במחקר נוסף כדי לחקור את היחסים המדויקים. עד כה ישנן עדויות הולכות וגדלות לכך שתאי עצב במיוחד מושפעים כאשר תפקוד הקינזין מופרע. עד כמה מושפעים תאי גוף אחרים עדיין לא ידוע מספיק.
