Ключовата разлика между динамичната нестабилност и бягащата пътека е, че динамичната нестабилност възниква, когато микротубулите се сглобяват и разглобяват в единия край, докато бягащата пътека възниква, когато единият край полимеризира, а другият край се разглобява.
Микротубулите са динамични клетъчни полимери. Те регулират много клетъчни дейности, които са от съществено значение за човешкото тяло. Те са клетъчно делене, митоза, адхезия, насочени миграции, клетъчно сигнализиране, доставка на везикули и протеини напред и назад от плазмената мембрана, полимеризация и ремоделиране на клетъчната организация и клетъчната форма. Цитоскелетът се състои от микротубули, междинни нишки и актинови нишки. Те преработват или реорганизират себе си в отговор на външни сигнали, които регулират клетъчните дейности. Динамичната нестабилност и бягащата пътека са две явления, срещащи се в много клетъчни цитоскелетни нишки.
Какво е динамична нестабилност?
Динамичната нестабилност позволява на клетките да реорганизират цитоскелета бързо, когато е необходимо. Микротубулите съдържат уникални динамични характеристики. Обикновено подгрупа от микротубули бързо расте, докато други се свиват. Тази комбинация от свиване, растеж и бързи преходи между две състояния се нарича динамична нестабилност. Динамичните микротубули имат ограничен живот, така че снопове от микротубули са в процес на възстановяване. Процесите на растеж и свиване на микротубулите са активни процеси и консумират енергия. Това кара микротубулите да се адаптират по-бързо към променящите се среди. Това също им позволява да правят структурни подредби в отговор на клетъчните нужди.
Фигура 01: Динамична нестабилност
Микротубулите са изградени от протеинови тубулинови субединици, свързани с гуанозин трифосфат (GTP), който е енергиен носител. Клетките консумират енергия, за да поддържат висока концентрация на GTP-тубулин за полимеризация. Този процес бързо се свързва с краищата на микротубулите и улеснява растежа на микротубулите. След включването на субединиците в микротубулите, GTP хидролизира до гуанозин дифосфат (GDP), освобождавайки енергия. GDP-тубулинът не се извива навън, докато е уловен в микротубулите. Микротубулите растат, докато краищата са стабилни. Въпреки това, когато краищата започнат да се разделят, се извършва разширяване. Това води до освобождаване на енергия в тубулиновите субединици, тъй като микротубулите бързо се свиват.
Какво е бягаща пътека?
Бягащата пътека се среща в много филаменти на клетъчния цитоскелет, особено в актинови филаменти и микротубули. Това се случва, когато дължината на една нишка нараства, докато другият край се свива. Това води до участък от нишка, който се движи през цитозола или стратума. Това се дължи и на постоянното отстраняване на протеинови субединици от нишките в единия край, докато протеиновите субединици се добавят от другия край. Двата края на актиновия филамент се различават по добавянето и отстраняването на субединици. Плюс краищата с по-бърза динамика се наричат бодливи краища, а минус краищата с по-бавна динамика се наричат заострени краища. Удължаването на актиновите нишки се осъществява, когато G-актин (свободен актин) се свърже с АТФ. Обикновено положителният край е свързан с G-актин. Свързването на G-актин с F-актин става с регулиране на критичната концентрация.
Фигура 02: Actin бягаща пътека
Критичната концентрация е концентрацията на G-актин или микротубули, които остават с равновесна скорост без никакъв растеж или свиване. Полимеризацията на актин допълнително регулира профилина и кофилина. Профилинът е актин-свързващ протеин, участващ в динамичния оборот и реконструкцията на актина. Cofilin е актин-свързващо семейство от протеини, свързани с бързата деполимеризация на актинови микрофиламенти. Тъпченето на микротубулите възниква, когато единият край полимеризира, докато другият се разглобява.
Какви са приликите между динамичната нестабилност и бягащата пътека?
- Динамичната нестабилност и бягащата пътека са поведение в цитоскелетните полимери.
- Срещат се в микротубули.
- Освен това и двете са свързани с хидролиза на нуклеозид трифосфат.
- Те участват в растежа и свиването на нишките.
- И двата процеса са активни.
- Освен това те изискват енергия.
Каква е разликата между динамичната нестабилност и бягащата пътека?
Динамичната нестабилност се осъществява в микротубулите и те се сглобяват и разглобяват в единия край. Междувременно бягащата пътека се извършва в актинови нишки и микротубули. По този начин това е ключовата разлика между динамичната нестабилност и бягащата пътека. Нещо повече, основният протеин, участващ в динамичната нестабилност, е тубулин, докато при бягаща пътека това е актин. Освен това GTP-свързаните нуклеотиди осигуряват главно енергия за процеса на динамична нестабилност. Като има предвид, че ATP осигурява енергия за бягане.
Инфографиката по-долу представя разликите между динамичната нестабилност и бягащата пътека в таблична форма за сравнение едно до друго.
Обобщение – Динамична нестабилност срещу бягаща пътека
Динамичната нестабилност се осъществява в микротубулите и те се сглобяват и разглобяват в единия край. Бягащата пътека се случва в актинови нишки и микротубули. Динамичната нестабилност позволява на клетките да реорганизират цитоскелета бързо, когато е необходимо. Бягащата пътека се среща в много филаменти на клетъчния цитоскелет. Подгрупа от микротубули бързо расте, докато други се свиват; следователно съществува състояние на бърз преход по време на динамична нестабилност. По време на бягане дължината на една нишка се удължава, докато другият край се свива. И така, това обобщава разликата между динамичната нестабилност и бягащата пътека.
