Nøgleforskellen mellem dynamisk ustabilitet og løbebånd er, at dynamisk ustabilitet opstår, når mikrotubuli samles og adskilles i den ene ende, mens løbebånd opstår, når den ene ende polymeriserer, og den anden ende adskilles.
Mikrotubuli er dynamiske cellulære polymerer. De regulerer mange cellulære aktiviteter, der er essentielle for den menneskelige krop. De er celledeling, mitose, adhæsion, dirigerede migrationer, cellesignalering, vesikel- og proteinlevering frem og tilbage fra plasmamembranen, polymerisering og omdannelse af cellulær organisation og celleform. Cytoskelettet omfatter mikrotubuli, mellemfilamenter og actinfilamenter. De omskaber eller omorganiserer sig selv som reaktion på eksterne signaler, der regulerer celleaktiviteter. Dynamisk ustabilitet og løbebånd er to fænomener, der forekommer i mange cellulære cytoskeletfilamenter.
Hvad er dynamisk ustabilitet?
Dynamisk ustabilitet gør det muligt for cellerne at reorganisere cytoskelettet hurtigt, når det er nødvendigt. Mikrotubuli indeholder unikke dynamiske egenskaber. Generelt vokser en undergruppe af mikrotubuli hurtigt, mens andre skrumper. Denne kombination af krympning, vækst og hurtige overgange mellem to tilstande kaldes dynamisk ustabilitet. Dynamiske mikrotubuli har en begrænset levetid, så bundter af mikrotubuli er i rekreationsprocessen. Mikrotubuli's vækst- og krympningsprocesser er aktive processer og forbruger energi. Dette får mikrotubuli til at tilpasse sig hurtigere til skiftende miljøer. Dette giver dem også mulighed for at lave strukturelle arrangementer som svar på mobilbehov.
Figur 01: Dynamisk ustabilitet
Mikrotubuli er bygget op af proteintubulin-underenheder bundet til guanosintrifosfat (GTP), som er en energibærer. Cellerne forbruger energi for at opretholde en høj GTP-tubulinkoncentration til polymerisering. Denne proces er hurtigt forbundet med enderne af mikrotubuli og letter væksten af mikrotubuli. Efter inkorporering af underenheder i mikrotubuli hydrolyserer GTP til guanosindiphosphat (BNP) og frigiver energi. BNP-tubulin krøller ikke udad, mens det er fanget i mikrotubuli. Mikrotubuli vokser, mens enderne er stabile. Men når enderne begynder at skilles, sker der en udvidelse. Dette resulterer i en energifrigivelse i tubulinunderenheder, da mikrotubuli hurtigt skrumper.
Hvad er Løbebånd?
Treadmilling forekommer i mange cellulære cytoskeletfilamenter, især i actinfilamenter og mikrotubuli. Dette sker, når længden af den ene filament vokser, mens den anden ende krymper. Dette resulterer i en filamentsektion, der bevæger sig hen over cytosolen eller stratumet. Det er også på grund af fjernelse af proteinunderenheder konstant fra filamenterne i den ene ende, mens proteinunderenheder tilføjes fra den anden ende. De to ender af actinfilamentet adskiller sig ved tilføjelse og fjernelse af underenheder. Plus ender med hurtigere dynamik kaldes modhager, og minus ender med langsommere dynamik kaldes spidse ender. Forlængelse af actinfilamenter finder sted, når G-actin (frit actin) binder til ATP. Generelt er den positive ende forbundet med G-actin. Bindingen af G-actin til F-actin sker med regulering af kritisk koncentration.
Figur 02: Actin Treadmilling
Kritisk koncentration er koncentrationen af G-actin eller mikrotubuli, der forbliver i en ligevægtshastighed uden nogen form for vækst eller svind. Actinpolymerisation regulerer profilin og cofilin yderligere. Profilin er et actinbindende protein involveret i den dynamiske omsætning og rekonstruktion af actin. Cofilin er en actin-bindende familie af proteiner forbundet med den hurtige depolymerisering af actin mikrofilamenter. Løbebånd af mikrotubuli sker, når den ene ende polymeriserer, mens den anden skilles ad.
Hvad er lighederne mellem dynamisk ustabilitet og løbebånd?
- Dynamisk ustabilitet og løbebånd er adfærd i cytoskeletpolymerer.
- De forekommer i mikrotubuli.
- Desuden er begge forbundet med nukleosidtrifosfathydrolyse.
- De er involveret i vækst og krympning af filamenter.
- Begge er aktive processer.
- Desuden kræver de energi.
Hvad er forskellen mellem dynamisk ustabilitet og løbebånd?
Dynamisk ustabilitet finder sted i mikrotubuli, og de samles og skilles ad i den ene ende. I mellemtiden forekommer løbebånd i aktinfilamenter og mikrotubuli. Dette er således den vigtigste forskel mellem dynamisk ustabilitet og løbebånd. Desuden er det vigtigste protein involveret i dynamisk ustabilitet tubulin, mens det ved løbebånd er actin. Også GTP-bundne nukleotider giver hovedsageligt energi til den dynamiske ustabilitetsproces. Derimod giver ATP energi til løbebånd.
Nedenstående infografik præsenterer forskellene mellem dynamisk ustabilitet og løbebånd i tabelform til sammenligning side om side.
Opsummering – Dynamisk ustabilitet vs Løbebånd
Dynamisk ustabilitet finder sted i mikrotubuli, og de samles og adskilles i den ene ende. Løbebånd forekommer i aktinfilamenter og mikrotubuli. Dynamisk ustabilitet gør det muligt for cellerne at reorganisere cytoskelettet hurtigt, når det er nødvendigt. Løbebånd forekommer i mange cellulære cytoskeletfilamenter. En delmængde af mikrotubuli vokser hurtigt, mens andre skrumper; derfor eksisterer der en hurtig overgangstilstand under dynamisk ustabilitet. Under løbebånd forlænges længden af den ene filament, mens den anden ende krymper. Så dette opsummerer forskellen mellem dynamisk ustabilitet og løbebånd.
