La diferència clau entre la inestabilitat dinàmica i el trepitjat és que la inestabilitat dinàmica es produeix quan els microtúbuls s'assemblen i es desmunten en un extrem, mentre que el treadmill es produeix quan un extrem es polimeritza i l' altre extrem es desmunta.
Els microtúbuls són polímers cel·lulars dinàmics. Regulen moltes activitats cel·lulars que són essencials per al cos humà. Són la divisió cel·lular, mitosi, adhesió, migracions dirigides, senyalització cel·lular, lliurament de vesícules i proteïnes d'anada i tornada des de la membrana plasmàtica, polimerització i remodelació de l'organització cel·lular i la forma cel·lular. El citoesquelet està format per microtúbuls, filaments intermedis i filaments d'actina. Es refereixen o es reorganitzen en resposta a senyals externs que regulen les activitats cel·lulars. La inestabilitat dinàmica i la caminada són dos fenòmens que es produeixen en molts filaments del citoesquelet cel·lular.
Què és la inestabilitat dinàmica?
La inestabilitat dinàmica permet que les cèl·lules reorganitzin el citoesquelet ràpidament quan sigui necessari. Els microtúbuls contenen característiques dinàmiques úniques. En general, un subconjunt de microtúbuls creix ràpidament mentre que altres es redueixen. Aquesta combinació de reducció, creixement i transicions ràpides entre dos estats s'anomena inestabilitat dinàmica. Els microtúbuls dinàmics tenen una vida útil limitada, de manera que els paquets de microtúbuls estan en procés de recreació. Els processos de creixement i contracció dels microtúbuls són processos actius i consumeixen energia. Això fa que els microtúbuls s'adaptin més ràpidament als entorns canviants. Això també els permet fer arranjaments estructurals en resposta a les necessitats cel·lulars.
Figura 01: inestabilitat dinàmica
Els microtúbuls estan formats per subunitats de proteïna tubulina unides al trifosfat de guanosina (GTP), que és un portador d'energia. Les cèl·lules consumeixen energia per mantenir una concentració elevada de GTP-tubulina per a la polimerització. Aquest procés s'associa ràpidament amb els extrems dels microtúbuls i facilita el creixement dels microtúbuls. Després de la incorporació de subunitats als microtúbuls, el GTP s'hidrolitza a guanosina difosfat (GDP), alliberant energia. La GDP-tubulina no s'enrotlla cap a l'exterior mentre està atrapada als microtúbuls. Els microtúbuls creixen mentre els extrems són estables. Tanmateix, quan els extrems es comencen a separar, es produeix una expansió. Això provoca una alliberació d'energia a les subunitats de tubulina a mesura que els microtúbuls es redueixen ràpidament.
Què és el treadmill?
La caminada es produeix en molts filaments del citoesquelet cel·lular, especialment en els filaments d'actina i els microtúbuls. Això té lloc quan la longitud d'un filament creix mentre que l' altre extrem es redueix. Això dóna lloc a una secció de filament que es mou a través del citosol o estrat. Això també es deu a l'eliminació constant de subunitats de proteïnes dels filaments d'un extrem, mentre que les subunitats de proteïnes s'afegeixen des de l' altre extrem. Els dos extrems del filament d'actina es diferencien en l'addició i eliminació de subunitats. Els extrems més amb dinàmica més ràpida s'anomenen extrems punxes, i els extrems menys amb dinàmica més lenta s'anomenen extrems punxeguts. L'allargament dels filaments d'actina té lloc quan l'actina G (actina lliure) s'uneix a l'ATP. En general, l'extrem positiu s'associa amb l'actina G. La unió de l'actina G a l'actina F té lloc amb la regulació de la concentració crítica.
Figura 02: Cinta de córrer amb actina
La concentració crítica és la concentració d'actina G o microtúbuls que es mantenen a un ritme d'equilibri sense cap creixement ni contracció. La polimerització de l'actina regula encara més la profilina i la cofilina. La profilina és una proteïna que s'uneix a l'actina implicada en el canvi dinàmic i la reconstrucció de l'actina. La cofilina és una família de proteïnes que s'uneix a l'actina associada a la ràpida despolimerització dels microfilaments d'actina. El trepitjat dels microtúbuls es produeix quan un extrem es polimeritza mentre l' altre es desmunta.
Quines similituds hi ha entre la inestabilitat dinàmica i la caminada?
- La inestabilitat dinàmica i la caminada són comportaments en polímers citoesquelètics.
- Es donen als microtúbuls.
- A més, tots dos estan associats amb la hidròlisi de nucleòsids trifosfat.
- Participen en el creixement i la contracció dels filaments.
- Tots dos són processos actius.
- A més, requereixen energia.
Quina diferència hi ha entre la inestabilitat dinàmica i la caminada?
La inestabilitat dinàmica té lloc en els microtúbuls i s'assemblen i desmunten en un extrem. Mentrestant, el treadmill es produeix en filaments d'actina i microtúbuls. Per tant, aquesta és la diferència clau entre la inestabilitat dinàmica i la caminada. A més, la principal proteïna implicada en la inestabilitat dinàmica és la tubulina, mentre que en la caminada és l'actina. A més, els nucleòtids units a GTP proporcionen principalment energia per al procés d'inestabilitat dinàmica. Mentre que l'ATP proporciona energia per caminar.
La infografia següent presenta les diferències entre la inestabilitat dinàmica i la caminada en forma de taula per comparar-les.
Resum: inestabilitat dinàmica vs caminada
La inestabilitat dinàmica té lloc als microtúbuls i s'agrupen i es desmunten en un extrem. El treadmilling es produeix en filaments d'actina i microtúbuls. La inestabilitat dinàmica permet que les cèl·lules reorganitzin el citoesquelet ràpidament quan sigui necessari. El treadmilling es produeix en molts filaments del citoesquelet cel·lular. Un subconjunt de microtúbuls creix ràpidament mentre que altres es redueixen; per tant, existeix un estat de transició ràpida durant la inestabilitat dinàmica. Durant la caminada, la longitud d'un filament s'allarga mentre que l' altre extrem es redueix. Així doncs, això resumeix la diferència entre la inestabilitat dinàmica i la caminada.
