Мікротрубочки

Назва «мікротрубочки» появилася лише в середині 60-х років нашого століття дякуючи роботам американського ученого Кейса Портера.

Мікротрубочки (МТ) можна зустріти в цитоплазмі всіх клітин за виключенням прокаріот. Вони можуть знаходитися вільно або бути в складі таких структур як веретено поділу, центріолі, базальне тіло, війки та джгутики.

За допомогою електронного мікроскопа можна побачити, що МТ порожнисті циліндри діаметром 20-25 нм, з товщиною стінки 5-8 нм, канала 10-15 нм. Стінки складаються з субодиниць; на поперечних зрізах їх 13. Хімічний склад МТ досить однорідний і подібний в МТ різного походження; вони утворюються в результаті полімеризації молекул тубуліну - димерного білка. Саме ці димери і являють собою субодиниці, що утворюють стінки МТ. В складі тубулінів завжди можна знайти велику кількість ГДФ, який необхідний для побудови МТ.

Цитоплазматичні і МТ веретена поділу досить чутливі до дії різних факторів. Вони деполімеризуються при дії низьких температур (менше 0 ), при високому тискові, при дії колхіцину і вінбластину. Коли дія цих факторів припиняється, МТ відновлюються.

МТ лежать в основі будови веретена поділу, яке бере участь в розходженні хромосом до полюсів і після чого зникає. У веретені можна умовно виділити декілька типів волокон: неперервні, що ідуть від полюса до полюса; хромосомні, які з`єднують хромосоми з одним із полюсів; міжхромосомні, що появляються між групами хромосом, що розходяться; неповні неперервні, що ідуть від одного полюса, але до другого не доходять. Утворюються всі ці волокна в результаті полімеризації тубулінів в зоні центріолей і біля кінетохорів, що знаходяться в області первинних перетяжок хромосом.

У вищих рослин утворення веретена поділу відбувається без участі центріолей. Центрами індукції утворення МТ тут виступають, крім кінетохорів хромосом мембранні структури, що знаходяться на полюсах.

Функції МТ волокон веретена поділу до кінця не з`ясовані. Вважають, що вони якимось чином беруть участь в розходженні хромосом до полюсів. Більшість вчених вважає, що цей рух здійснюється за рахунок взаємодії мікротрубочок сусідніх ниток (хромосомних і неперервних). На думку інших вчених в процесі руху хромосом відбувається укорочування тягнучих МТ за рахунок відщеплення субодиниць з одного кінця. Розходження хромосом може здійснюватися і за рахунок розходження полюсів.

В гіалоплазмі еукаріотичних клітин можна знайти довгі нерозгалужені мікротрубочки. Це цитоплазматичні МТ. Основне їх призначення - підтримування форми клітини.

Існують тісні зв`язки між цитоскелетом і органоїдами, які оточені мембранами. При спостереженні за живою клітиною видно, що мітохондрії і лізосоми швидко переміщаються по цитоплазмі. Цей рух стрибкоподібний, іде якби по невидимих траєкторіях з різкими зупинками, поворотами і навіть поверненням по тому ж шляху назад. Якщо зруйнувати мікротрубочки чи проміжні філаменти, переміщення мітохондрій і їх розміщення в цитоплазмі порушується.

Малорухливий апарат Гольджі після руйнування сітки мікротрубочок розпадається на велику кількість дрібних везикул. Навіть в такому вигляді він продовжує переробку, сортування та транспорт різноманітних молекул до мембрани клітини. Порушується лише одне - втрачається адреса: молекули рівномірно включаються в мембрану натомість щоб концентруватися в певних місцях, як це має місце, коли сітка мікротрубочок не пошкоджена.

Таким чином, впорядкований розподіл і переміщення внутріклітинних компонентів залежить від структур цитоскелету, які діють в тісному взаємозв`язку і тонко регулюються. Для структури, що зв`язує в єдине ціле всі внутріклітинні утворення був запропонований термін - цитопласт, який передбачає існування деякого плану клітинної архітектури, руху і розвитку.