Nøkkelforskjellen mellom dynamisk ustabilitet og tredemølle er at dynamisk ustabilitet oppstår når mikrotubuli setter seg sammen og demonteres i den ene enden, mens tredemølle oppstår når den ene enden polymeriserer, og den andre enden demonteres.
Mikrotubuli er dynamiske cellulære polymerer. De regulerer mange cellulære aktiviteter som er essensielle for menneskekroppen. De er celledeling, mitose, adhesjon, dirigerte migrasjoner, cellesignalering, vesikkel- og proteinlevering frem og tilbake fra plasmamembranen, polymerisering og ombygging av cellulær organisering og celleform. Cytoskjelettet består av mikrotubuli, mellomfilamenter og aktinfilamenter. De omskaper eller omorganiserer seg selv som svar på eksterne signaler som regulerer celleaktiviteter. Dynamisk ustabilitet og tredemølle er to fenomener som forekommer i mange cellulære cytoskjelettfilamenter.
Hva er dynamisk ustabilitet?
Dynamisk ustabilitet gjør at cellene kan reorganisere cytoskjelettet raskt når det trengs. Mikrotubuli inneholder unike dynamiske egenskaper. Vanligvis vokser en undergruppe av mikrotubuli raskt mens andre krymper. Denne kombinasjonen av krymping, vekst og raske overganger mellom to tilstander kalles dynamisk ustabilitet. Dynamiske mikrotubuli har begrenset levetid, så bunter med mikrotubuli er i rekreasjonsprosessen. Vekst- og krympingsprosessene til mikrotubuli er aktive prosesser og forbruker energi. Dette gjør at mikrotubuli tilpasser seg raskere til skiftende miljøer. Dette lar dem også lage strukturelle ordninger som svar på mobilnettets behov.
Figur 01: Dynamisk ustabilitet
Mikrotubuli er bygget opp av proteintubulin-underenheter bundet til guanosintrifosfat (GTP), som er en energibærer. Cellene bruker energi for å opprettholde en høy GTP-tubulinkonsentrasjon for polymerisering. Denne prosessen er raskt forbundet med endene av mikrotubuli og letter veksten av mikrotubuli. Etter inkorporering av underenheter i mikrotubuli, hydrolyserer GTP til guanosindifosfat (BNP), og frigjør energi. BNP-tubulin krøller seg ikke utover mens det er fanget i mikrotubuli. Mikrotubuli vokser mens endene er stabile. Men når endene begynner å skille seg, skjer en utvidelse. Dette resulterer i en energifrigjøring i tubulin-underenheter ettersom mikrotubuli raskt krymper.
Hva er tredemølle?
Tredemølle forekommer i mange cellulære cytoskjelettfilamenter, spesielt i aktinfilamenter og mikrotubuli. Dette skjer når lengden på en filament vokser mens den andre enden krymper. Dette resulterer i en filamentdel som beveger seg over cytosol eller stratum. Det er også på grunn av fjerning av proteinunderenheter konstant fra filamentene i den ene enden mens proteinunderenheter tilsettes fra den andre enden. De to endene av aktinfilamentet er forskjellige i tillegg og fjerning av underenheter. Pluss ender med raskere dynamikk kalles piggene ender, og minus ender med langsommere dynamikk kalles spisse ender. Forlengelse av aktinfilamenter skjer når G-aktin (fritt aktin) binder seg til ATP. Generelt er den positive enden assosiert med G-aktin. Bindingen av G-aktin til F-aktin skjer med regulering av kritisk konsentrasjon.
Figur 02: Actin Treadmilling
Kritisk konsentrasjon er konsentrasjonen av G-aktin eller mikrotubuli som forblir i en likevektshastighet uten vekst eller krymping. Aktinpolymerisering regulerer profilin og cofilin videre. Profilin er et aktinbindende protein involvert i den dynamiske omsetningen og rekonstruksjonen av aktin. Cofilin er en aktinbindende familie av proteiner assosiert med rask depolymerisering av aktinmikrofilamenter. Tredemølle av mikrotubuli skjer når den ene enden polymeriserer mens den andre demonteres.
Hva er likhetene mellom dynamisk ustabilitet og tredemølle?
- Dynamisk ustabilitet og tredemølle er atferd i cytoskjelettpolymerer.
- De forekommer i mikrotubuli.
- Dessuten er begge assosiert med nukleosidtrifosfathydrolyse.
- De er involvert i vekst og krymping av filamenter.
- Begge er aktive prosesser.
- Dessuten krever de energi.
Hva er forskjellen mellom dynamisk ustabilitet og tredemølle?
Dynamisk ustabilitet finner sted i mikrotubuli og de monteres og demonteres i den ene enden. I mellomtiden forekommer tredemølle i aktinfilamenter og mikrotubuli. Dermed er dette nøkkelforskjellen mellom dynamisk ustabilitet og tredemølle. Dessuten er hovedproteinet involvert i dynamisk ustabilitet tubulin, mens det ved tredemølle er aktin. GTP-bundne nukleotider gir også hovedsakelig energi til den dynamiske ustabilitetsprosessen. Mens ATP gir energi til tredemølle.
Infografien nedenfor presenterer forskjellene mellom dynamisk ustabilitet og tredemølle i tabellform for sammenligning side ved side.
Sammendrag – Dynamisk ustabilitet vs tredemølle
Dynamisk ustabilitet finner sted i mikrotubuli og de monteres og demonteres i den ene enden. Tredemølle skjer i aktinfilamenter og mikrotubuli. Dynamisk ustabilitet gjør at cellene kan reorganisere cytoskjelettet raskt når det er nødvendig. Tredemølle forekommer i mange cellulære cytoskjelettfilamenter. En undergruppe av mikrotubuli vokser raskt mens andre krymper; derfor eksisterer en rask overgangstilstand under dynamisk ustabilitet. Under tredemølle forlenges lengden på en filament mens den andre enden krymper. Så dette oppsummerer forskjellen mellom dynamisk ustabilitet og tredemølle.
