Kinesiin tähistab teatud mootori kompleksi valgud eukarüootsetes rakkudes. Koos muu mootoriga valgud nagu dyneiin või müosiin ja muud struktuurivalgud, osaleb see tsütoskeleti kokkupanekus. See on mõeldud makromolekulide, vesiikulite ja rakuorganellide transportimiseks tsütoplasmast või tuumast rakumembraanide suunas.
Mis on kinesiin?
Kinsiinid on mootorite rühm valgud sarnaste omaduste ja funktsioonidega. Need koosnevad kahest raskest ja kahest kergest valguahelast. Rasketel valguahelatel on juhataja piirkonnas kaelja molekuli sabaosa. Kerged valguketid kinnituvad sabaosale. Kinesiin on mõeldud rakuorganellide, vesiikulite ja biomolekulide transportimiseks mööda mikrotuubuleid. Mikrotuubulid esindavad valku tubuliinist koosnevat rööbaste süsteemi, mis kasvab alati tuumast rakumembraan. Kasvavat mikrotuubuli otsa nimetatakse plussotsaks. Seega transpordib kinesiin biokeemilisi aineid ja rakuorganelle ainult plussotsa suunas (anterograadne transport). Transport miinusotsa suunas (retrograadne transport) on ajendatud teiste motoorsete valkude kompleksist, dyneiinist. Kinesiin eksisteerib dimeerina. Valgu kvaternaarses struktuuris moodustavad kaks rasket ja kaks kerget ahelat valgukompleksi, millel puudub üksikute valguahelate vahel kovalentne side. Seega on kinsiinil kaks motoorilist domeeni (juhataja domeenid), mis vastutavad liikumise eest mööda mikrotuubuleid.
Funktsioon, tegevus ja rollid
Kinsiini põhiülesanne on rakukomponentide ja molekulid raku seest rakumembraanide suunas. See hõlmab lagunenud rakukomponentide eemaldamist rakust, toomist ensüümide sekretsiooniks, sekreteerimiseks hormoonid, tuues membraanivalke sünteesimiskohast membraanile ja palju muud. Rakkude vahelise suhtluse signaalained transporditakse ka rakuvälisele alale. Näiteks neuronites transporditakse neurotransmitterid vesiikulites rakutuumast aksonitesse ja sünapside. Sealt edasi kasutatakse neurotransmittereid signaalide edastamiseks teistele närvirakkudele. Vesiikulid, raku organellid või biomolekulid seonduvad kinsiinidega ühendavate valkude kaudu. Kahe motoorse domeeni (pea) abil jookseb kinesiinkompleks mööda mikrotuubi. Selle käigus ühe sidumine juhataja vabaneb korduvalt energiaülekandega ATP lõhustamisel ADP-le, samal ajal kui ülejäänud kinesiinipea seondumine jääb esialgu alles. Kuid seondunud peapiirkond seondub plussotsa suunas kohe uuesti mikrotuubi teise sidumissaidiga, samal ajal kui teine peadomeen eraldub ATP lõhustumisel. ATP lõhustamine ADP-le kineziiini seondumiskohas mikrotuubulites põhjustab kogu kinesiinikompleksi konformatsioonilise muutuse, mis käivitab selle liikumise. Seda protsessi korratakse seni, kuni kinesiinikompleks jõuab rakumembraan. Sihtkohas raku organellid või molekulid transporditavad on kinesiinikompleksist lahti lõigatud.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Kinesiini leidub kõigis eukarüootsetes rakkudes. Nende hulgas on mitmesuguseid kinesiinivalke. Funktsionaalselt olulises peapiirkonnas on see valgukompleks eukarüootsete organismide fülogeneesis vähe muutunud. Selle funktsioon on ühesuguste eukarüootide nagu amööbide puhul täpselt sama, mis looma- ja taimeriigi mitmerakulistel organismidel. Kinesiin transpordib raku organelle ja molekulid poole rakumembraan. Kinesiini ja mikrotuubulite koostoime esindab samuti universaalset nähtust. Valgukompleksi sabaosas tekivad väikesed geneetilised muutused. See piirkond reageerib muutuvatele komponentidele, mida tuleb transportida ja mis on varem looduslikult seotud kinesiiniga. Kinesiinid ei ole seotud dyneiinidega, mis korraldavad molekulide ja molekulaarsete komplekside transporti rakumembraanist tuuma suunas. Need on aga seotud müosiiniga, mis vastutab aktiini abil lihaste liikumise ja raku sees sarnaste liikumisharjumuste tõttu rakuorganellide väikeste transporditeede eest.
Haigused ja häired
Koos kinesiinkompleksi mutatsioonidega võivad esineda rakusisese transpordi häired. Nende häirete hulgas on neuroloogiliste häirete kompleks, mida nimetatakse pärilikeks spastilisteks parapleegiateks (HSP). Seda häiret on üle 50 erineva tüübi, mis kõik on geneetilised. Täpsemalt on uuritud spastilist spinaalset paralüüsi SPG 10. Selles haiguses põhjustab mutatsioon KIF5A-nimelise kinesiinikompleksi defektset tootmist. Mõned toimeained ja rakuorganellid transporditakse valesti ega jõua enam toimekohta. Need on eriti aktiivsed ained, mida on vaja neuronite aksonites. Vastavad neuronid degenereeruvad ega suuda enam liikumisimpulsse õigesti edastada. See häire mõjutab jalg motoorne funktsioon. Selle tagajärjel suureneb jalgade spastiline halvatus. Haiguse kaugelearenenud staadiumis sõltub haigestunud patsient ratastoolist. Kuid spastilised parapleegiad on rühm sarnaseid sümptomeid. Need põhinevad erinevatel mutatsioonidel. Seega 48 erinevat geen HSP lookused on teada. Lisaks jalg motoorne funktsioon, sõltuvalt haigusest võivad ilmneda ka muud neuroloogilised sümptomid. Kahtlustatakse, et rakusisesed transpordihäired põhjustavad ka muid neurodegeneratiivseid haigusi. Täpsete seoste uurimiseks on vaja täiendavaid uuringuid. Siiani on üha rohkem tõendeid selle kohta, et kinesiini funktsiooni rikkumine mõjutab eelkõige närvirakke. Kui palju see mõjutab teisi keharakke, pole veel piisavalt teada.
