Movimento intracellulare

L'interno della cellula non è mai statico giacché, per la vita stessa, piccole vescicole ricche di molecole oppure grandi organuli si spostano, per il fine di compiere, in modo appropriato, le azioni proprie di ogni singola cellula.

Il trasporto intracellulare è, dunque, un complesso meccanismo di traslocazione di numerosi elementi che, secondo le osservazioni sperimentali, pur apparendo disordinato possiede un preciso schema. Il tipo cellulare utilizzato per l'analisi e per l'osservazione del trasporto è l'assone gigante del calamaro.

Proteine motrici

Esistono circa 100 differenti tipi di proteine motrici che possono essere classificate in tre, grandi, insiemi: chinesine, dineine e miosine. Le proteine motrici, pur differendo nella struttura e nel tipo di substrato agganciato, ad esempio organuli o piccole vescicole, operano mettendo in atto un ciclo chimico, durante il quale è idrolizzata una molecola di ATP, ed un ciclo meccanico che sfrutta l'energia liberata dal'idrolisi del nucleoside trifosfato, per operare il movimento.

 

Tipi di proteine motrici
Proteina Chinesine Dineine Miosine
Tipo di movimento Microtubulo > positivo Microtubulo > negativo  Filamenti di actina
Struttura Tetramerica Multimerica, a grande peso molecolare Doppio dominio (testa e coda)

Chinesine

Le chinesine furono scoperte e isolate alla fine del XX secolo a livello dell'assone gigante di calamaro. L'analisi strutturale dimostra che le chinesine sono proteine tetrameriche, formate da due catene pesanti legate tra loro, e due catene leggere. Le catene pesanti possiedono una testa o un dominio motore con caratteristiche strutturali del tutto simili alla miosina, generalmente poco variabili a livello di struttura. Le code, invece, sono notevolmente differenti poiché devono legare differenti elementi.

Le chinesine si agganciano ai microtubuli e, la maggior parte di esse, si direzionano verso l'estremità positiva del microtubulo mediante un meccanismo alternato. Il modello proposto, che spiega il meccanismo di movimento delle chinesine, prevede il primo aggancio di una catena pesante, mentre l'altra catena è libera. Successivamente, la seconda catena, quella libera, si aggancia più avanti rispetto alla prima che, nel frattempo, perde i contatti con il microtubulo.

A livello di una cellula nervosa traslocano elementi verso lo spazio sinaptico; in cellule non nervose il movimento mediato dalle chinesine avviene verso la membrana cellulare.

Dineine

Le dineine, a differenza delle chinesine, operano un trasporto verso il polo negativo del microtubulo. La loro particolarità è data dall'enorme grandezza giacché la massa molecolare supera il milione di dalton. Dal punto di vista strutturale le dineine sono formate da una catena pesante, nella quale figura una testa alla quale, da un lato, è presente un peduconolo che media l'aggancio dell'elemento da trasportare, e dall'altro, proseguendo lungo la catena pesante, si trova uno stelo. Le catene leggere, che a differenza delle chinesine, sono presenti in più coppie per filamento, sono intervallate da catene intermedie legate allo stelo.

Se le chinesine mediano il trasporto verso la membrana cellulare, a livello delle dineine si può affermare che il movimento degli elementi legati ai peduncoli avviene verso il nucleo cellulare.

Miosine

La miosina è una proteina che scorre lungo i filamenti di actina.

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