Diferenta cheie dintre instabilitatea dinamica si treadmilling este ca instabilitatea dinamica apare atunci cand microtubulii se asambleaza si se desfac la un capat, in timp ce treadmilling are loc atunci cand un capat polimerizeaza, iar celal alt capat se dezasambla.
Microtubulii sunt polimeri celulari dinamici. Ele reglează multe activități celulare care sunt esențiale pentru corpul uman. Acestea sunt diviziunea celulară, mitoza, aderența, migrațiile direcționate, semnalizarea celulară, livrarea veziculelor și proteinelor înainte și înapoi din membrana plasmatică, polimerizarea și remodelarea organizării celulare și a formei celulei. Citoscheletul cuprinde microtubuli, filamente intermediare și filamente de actină. Ei se refac sau se reorganizează ca răspuns la semnalele externe care reglează activitățile celulare. Instabilitatea dinamică și treadmilling sunt două fenomene care apar în multe filamente citoscheletice celulare.
Ce este instabilitatea dinamică?
Instabilitatea dinamică permite celulelor să reorganizeze rapid citoscheletul atunci când este necesar. Microtubulii conțin caracteristici dinamice unice. În general, un subset de microtubuli crește rapid, în timp ce alții se micșorează. Această combinație de scădere, creștere și tranziții rapide între două stări se numește instabilitate dinamică. Microtubulii dinamici au o durată de viață limitată, astfel încât mănunchiurile de microtubuli sunt în proces de recreere. Procesele de creștere și contracție ale microtubulilor sunt procese active și consumă energie. Acest lucru face ca microtubulii să se adapteze mai rapid la mediile în schimbare. Acest lucru le permite, de asemenea, să facă aranjamente structurale ca răspuns la nevoile celulare.
Figura 01: Instabilitate dinamică
Microtubulii sunt formați din subunități proteice tubulinice legate de guanozin trifosfat (GTP), care este un purtător de energie. Celulele consumă energie pentru a menține o concentrație mare de GTP-tubulină pentru polimerizare. Acest proces este asociat rapid cu capetele microtubulilor și facilitează creșterea microtubulilor. După încorporarea subunităților în microtubuli, GTP se hidrolizează în guanozin difosfat (GDP), eliberând energie. GDP-tubulina nu se ondulează în exterior când este prinsă în microtubuli. Microtubulii cresc în timp ce capetele sunt stabile. Cu toate acestea, când capetele încep să se separe, are loc o expansiune. Acest lucru are ca rezultat o eliberare de energie în subunitățile tubulinei pe măsură ce microtubulii se micșorează rapid.
Ce este treadmilling?
Treadmilling apare în multe filamente ale citoscheletului celular, în special în filamentele de actină și microtubuli. Acest lucru are loc atunci când lungimea unui filament crește, în timp ce celăl alt capăt se micșorează. Acest lucru are ca rezultat o secțiune de filament care se deplasează prin citosol sau strat. Acest lucru se datorează, de asemenea, îndepărtării subunităților de proteine în mod constant din filamentele de la un capăt, în timp ce subunitățile proteice sunt adăugate de la celăl alt capăt. Cele două capete ale filamentului de actină diferă prin adăugarea și îndepărtarea subunităților. Capetele plus cu dinamică mai rapidă sunt numite capete ghimpate, iar capetele minus cu dinamică mai lentă sunt numite capete ascuțite. Alungirea filamentelor de actină are loc atunci când G-actina (actina liberă) se leagă de ATP. În general, capătul pozitiv este asociat cu G-actina. Legarea actinei G în actină F are loc cu reglarea concentrației critice.
Figura 02: Actin Treadmilling
Concentrația critică este concentrația de G-actină sau microtubuli care rămân la o rată de echilibru fără creștere sau contracție. Polimerizarea actinei reglează în continuare profilina și cofilina. Profilina este o proteină care leagă actina implicată în turnover-ul dinamic și reconstrucția actinei. Cofilina este o familie de proteine care leagă actina asociată cu depolimerizarea rapidă a microfilamentelor de actină. Treadmilling-ul microtubulilor are loc atunci când un capăt se polimerizează, în timp ce celăl alt se dezasambla.
Care sunt asemănările dintre instabilitatea dinamică și treadmilling?
- Instabilitatea dinamică și treadmilling sunt comportamente în polimerii citoscheletici.
- Apar în microtubuli.
- În plus, ambele sunt asociate cu hidroliza nucleozidelor trifosfat.
- Aceștia sunt implicați în creșterea și contracția filamentelor.
- Ambele sunt procese active.
- În plus, au nevoie de energie.
Care este diferența dintre instabilitatea dinamică și treadmilling?
Instabilitatea dinamică are loc în microtubuli și se asamblează și demontează la un capăt. Între timp, treadmilling are loc în filamentele de actină și microtubuli. Astfel, aceasta este diferența cheie dintre instabilitatea dinamică și treadmilling. Mai mult, principala proteină implicată în instabilitatea dinamică este tubulina, în timp ce în treadmilling, este actina. De asemenea, nucleotidele legate de GTP furnizează în principal energie pentru procesul de instabilitate dinamică. Întrucât, ATP furnizează energie pentru alergat.
Infograficul de mai jos prezintă diferențele dintre instabilitatea dinamică și treadmill în formă tabelară pentru comparație una lângă alta.
Rezumat – Instabilitatea dinamică vs. treadmilling
Instabilitatea dinamică are loc în microtubuli și se asamblează și se descompun la un capăt. Treadmilling are loc în filamentele de actină și microtubuli. Instabilitatea dinamică permite celulelor să reorganizeze rapid citoscheletul atunci când este necesar. Treadmilling are loc în multe filamente ale citoscheletului celular. Un subset de microtubuli crește rapid, în timp ce alții se micșorează; prin urmare, o stare de tranziție rapidă există în timpul instabilității dinamice. În timpul rulării, lungimea unui filament se alungește, în timp ce celăl alt capăt se micșorează. Deci, aceasta rezumă diferența dintre instabilitatea dinamică și treadmilling.
