Kinesin: Hücre İçi Taşımada Kilit Bir Protei

kinesin

Hücre içi iskeleti bir hücrenin iç yapısında madde taşınması, hücrenin şeklinin sağlanması gibi görevlerde en temel birimlerden biridir. Ökaryotlarda hücre içi iskeletin en önemli yapıtaşlarından biri de kinesin motor proteinleridir. Kinesinler mikrotübül iplikleri üzerinde hareket ederler ve biyolojik materyallerin taşınmasında görev alırlar. Bu taşıma işleminde enerji olarak ATP harcanır. Nöronlarda aksonal taşımada da kinesin proteinleri çok önemli görevler üstlenir.

Hücre İçi Taşımada Kinesin Proteinleri

Hücrenin iç ve dış ortamlarında sürekli bir madde alışverişi vardır. Lisedeki biyoloji derslerinden hatırlarsınız. Oksijen gibi çok küçük moleküller difüzyon yoluyla hücre içine girebilirler. Glikoz gibi büyük moleküller ise hücre zarından geçemeyip aktif taşıma işlemi ile hücre içine alınırlar. Hücre içine giren büyük moleküller sitoplazmada nereye gidiyor? Glikoz solunumda enerji üretmek için ham madde olarak kullanılır. Hücre zarından geçen glikoz molekülleri mitokondriye nasıl ulaşacak? Hücresel ölçekte baktığımızda bu yol biraz uzun olabilir. Hücre içi taşıma sisteminde motor proteinler dışarıdan gelen molekülleri içeri, içerideki molekülleri de dışarı taşırlar. Kinesin proteinleri çok sayıda vezikül ve organelin hücre içinde doğru yere ulaştırılmasından sorumludur. Bu taşıma işleminde kinesin bir hamal gibi yürür. Her bir adımı 8 nanometre olup bir ATP harcar.

Kargo dağıtım şirketlerinde nasıl ki kargoları merkeze getiren ile dağıtan birimler farklı ise hücrede de durum böyledir. Mikrotübüller üstünde her protein belirli bir yönde gider. Proteinlerin artı ve eksi kutupları olduğu için her proteinin belirli bir konformasyonel şekli vardır. Kinesin proteinleri bir mikrotübülün artı ucuna doğru ilerlerler. Bu taşıma şekline anterograd taşıma denir. Özellikle nöronların aksonlarında bu çok önemlidir. Ancak maya hücrelerinde Cin8 adlı kinesinin eksi kutba doğru da yürüyebildiği görüldü. Bu da kinesinlerin bilmediğimiz daha birçok özelliğinin olduğunu gösteriyor. Belki daha birçok kinesin Cin8’de olduğu gibi her iki yönde de yürüyebiliyor.

Kinesinlerin Yapısı

Kinesinler iki ağır, iki de hafif zincirden oluşurlar. Bunlar iki yuvarlak baş domaini ve çift kıvrımlı uzun kuyruğu oluşturur. Taşınacak çoğu biyolojik materyal kinesinlerin hafif zincir kısmı olan kuyruğa yapışır. Sadece bazı moleküller yuvarlak ağır zincire bağlı olarak taşınır. Kinesinin baş kısmında iki tane bağlanma alanı vardır. Biri baş kısmını mikrotübüle bağlar, diğeri de ATP’ye bağlanır. ATP’nin hidrolizinden açığa çıkan fosfat kinesinin konformasyonel yapısını değiştirerek mikrotübül üzerinde ilerlemesini tabiri caizse adım atmasını sağlar.

Kinesin Yürüme Mekanizması

Kinesinlerin mikrotübül üzerinde artı kutba doğru yürüyerek hareket ettiğini söylemiştik. Ancak bu yürüme hareketinin moleküler yapısı tam olarak aydınlığa kavuşmamıştır. Araştırmacılar iki farklı mekanizma öne sürüyorlar. “Hand over hand” adı verilen mekanizmada kinesinin önce başı öne doğru gider. Ardından hafif zinciri oluşturan ayakları ardından gelir ve baş kısmın önüne geçer. “Tırtıl” (inchworm) mekanizmasında ise yine baş öne gider ama kinesinin ayakları baş domainin önüne geçmez, aynı hizada kalır. Laboratuvardan gelen kanıtlar tutarlı bir sonuç vermese de hand over hand mekanizmasının daha olası bir seçenek olduğu düşünülüyor.

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

Kaynaklar

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11823639

https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Kinesin.aspx


Çağlayan Taybaş

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik mezunuyum. Şu an PRA Health Sciences şirketinde Johnson & Johnson'a bağlı olarak kilnik araştırma asistanı olarak çalışıyorum. Lisans hayatım boyunca laboratuvarın yanında bilim yazarlığı, programlama, ney ve satranç ile uğraştım. Şu an latin danslarına çok ağırlık verdim. Mezun olduktan sonra askere gitmeden önce sinirbilim.org'u kurdum. Şu an iş hayatım çok yoğun olduğu için eskisi gibi yazamıyorum. Yine iyi idare ettiğimizi düşünüyorum. Bana herhangi bir soru sormak isteyen varsa c.taybas@gmail.com'a mail atabilirler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.