Sự khác biệt cơ bản giữa tính không ổn định động và chạy bộ là tính không ổn định động xảy ra khi các vi ống tập hợp và phân tán ở một đầu, trong khi chạy bộ xảy ra khi một đầu trùng hợp và đầu kia phân tán.
Vi ống là các polyme tế bào động. Chúng điều chỉnh nhiều hoạt động tế bào cần thiết cho cơ thể con người. Đó là sự phân chia tế bào, nguyên phân, sự kết dính, sự di chuyển có định hướng, tín hiệu tế bào, túi và protein phân phối qua lại màng sinh chất, quá trình trùng hợp, và tái cấu trúc tổ chức tế bào và hình dạng tế bào. Bộ xương tế bào bao gồm các vi ống, các sợi trung gian và các sợi actin. Chúng tái tạo hoặc tổ chức lại bản thân để đáp ứng với các tín hiệu bên ngoài điều chỉnh các hoạt động của tế bào. Sự mất ổn định động và sự rung lắc là hai hiện tượng xảy ra ở nhiều sợi xương tế bào.
Tính không ổn định động là gì?
Tính không ổn định động cho phép các tế bào tổ chức lại bộ xương tế bào nhanh chóng khi cần thiết. Các vi ống chứa các tính năng động độc đáo. Nói chung, một tập hợp con các vi ống phát triển nhanh chóng trong khi những vi ống khác co lại. Sự kết hợp của sự co lại, tăng trưởng và chuyển đổi nhanh chóng giữa hai trạng thái được gọi là sự bất ổn định động. Các vi ống động có tuổi thọ giới hạn, vì vậy các bó vi ống đang trong quá trình tái tạo. Quá trình tăng trưởng và co rút của các vi ống là quá trình hoạt động và tiêu tốn năng lượng. Điều này làm cho các vi ống thích nghi nhanh hơn với sự thay đổi của môi trường. Điều này cũng cho phép chúng sắp xếp cấu trúc để đáp ứng nhu cầu của tế bào.
Hình 01: Tính không ổn định động
Các vi ống được tạo thành từ các tiểu đơn vị tubulin protein liên kết với guanosine triphosphate (GTP), là chất mang năng lượng. Các tế bào tiêu thụ năng lượng để duy trì nồng độ GTP-tubulin cao cho quá trình trùng hợp. Quá trình này nhanh chóng liên kết với các đầu tận cùng của vi ống và tạo điều kiện cho vi ống phát triển. Sau khi kết hợp các tiểu đơn vị vào vi ống, GTP thủy phân thành guanosine diphosphate (GDP), giải phóng năng lượng. GDP-tubulin không cuộn tròn ra ngoài khi bị mắc kẹt trong các vi ống. Các vi ống phát triển trong khi các đầu mút ổn định. Tuy nhiên, khi các kết thúc bắt đầu tách rời nhau, một sự mở rộng diễn ra. Điều này dẫn đến giải phóng năng lượng trong các tiểu đơn vị tubulin khi các vi ống co lại nhanh chóng.
Treadmilling là gì?
Treadmilling xảy ra ở nhiều sợi xương tế bào, đặc biệt là trong sợi actin và vi ống. Điều này xảy ra khi chiều dài của một sợi dài ra trong khi đầu kia co lại. Điều này dẫn đến một phần sợi di chuyển trên tế bào hoặc tầng. Điều đó cũng là do việc loại bỏ các tiểu đơn vị protein liên tục khỏi các sợi ở một đầu trong khi các tiểu đơn vị protein được thêm vào từ đầu kia. Hai đầu của sợi actin khác nhau ở chỗ thêm và bớt các tiểu đơn vị. Các kết thúc cộng với động lực nhanh hơn được gọi là kết thúc có gai, và kết thúc trừ với động lực chậm hơn được gọi là kết thúc nhọn. Sự kéo dài của các sợi actin diễn ra khi G-actin (actin tự do) liên kết với ATP. Nói chung, đầu dương được liên kết với G-actin. Sự liên kết của G-actin vào F-actin diễn ra với sự điều chỉnh của nồng độ tới hạn.
Hình 02: Actin Treadmilling
Nồng độ tới hạn là nồng độ của G-actin hoặc các vi ống duy trì ở tốc độ cân bằng mà không có bất kỳ sự phát triển hoặc co rút nào. Quá trình trùng hợp actin tiếp tục điều chỉnh profilin và cofilin. Profilin là một protein liên kết với actin tham gia vào quá trình luân chuyển động và tái cấu trúc actin. Cofilin là một họ protein liên kết với actin liên quan đến quá trình khử phân giải nhanh chóng của các vi sợi actin. Sự phân chia của các vi ống xảy ra khi một đầu trùng hợp trong khi đầu kia tháo rời.
Điểm giống nhau giữa Tính ổn định động và Tốc độ chạy là gì?
- Không ổn định động và chạy bộ là hành vi của polyme tế bào xương.
- Chúng xảy ra trong các vi ống.
- Hơn nữa, cả hai đều liên quan đến quá trình thủy phân nucleoside triphosphate.
- Chúng có liên quan đến sự phát triển và thu nhỏ của các sợi tơ.
- Cả hai đều là quy trình đang hoạt động.
- Hơn nữa, chúng đòi hỏi năng lượng.
Sự khác biệt giữa tính ổn định động và tốc độ chạy là gì?
Sự bất ổn định động diễn ra trong các vi ống và chúng lắp ráp và tháo rời ở một đầu. Trong khi đó, hiện tượng rung lắc xảy ra ở các sợi actin và các vi ống. Do đó, đây là sự khác biệt chính giữa tính không ổn định động và sự chạy bộ. Hơn nữa, protein chính liên quan đến sự mất ổn định động là tubulin trong khi trong quá trình chạy bộ, nó là actin. Ngoài ra, các nucleotide liên kết GTP chủ yếu cung cấp năng lượng cho quá trình mất ổn định động. Ở đây, ATP cung cấp năng lượng cho quá trình chạy bộ.
Đồ họa thông tin dưới đây trình bày sự khác biệt giữa tính không ổn định động và sự chạy bộ ở dạng bảng để so sánh song song.
Tóm tắt - Tính không ổn định động so với tốc độ chạy
Sự bất ổn định động diễn ra trong các vi ống và chúng tập hợp và phân tán ở một đầu. Sự chạy đường xảy ra ở các sợi actin và các vi ống. Tính không ổn định động cho phép các tế bào tổ chức lại bộ xương tế bào một cách nhanh chóng khi cần thiết. Treadmilling xảy ra ở nhiều sợi xương tế bào. Một tập hợp con các vi ống phát triển nhanh chóng trong khi những vi ống khác co lại; do đó, trạng thái chuyển tiếp nhanh tồn tại trong quá trình mất ổn định động. Trong quá trình chạy bộ, chiều dài của một sợi dài ra trong khi đầu kia co lại. Vì vậy, phần này tóm tắt sự khác biệt giữa tính không ổn định động và sự chạy bộ.
