Kinesin representa un complex de determinats motors proteïnes a les cèl·lules eucariotes. Juntament amb altres motors proteïnes com la dineïna o la miosina i altres proteïnes estructurals, participa en el muntatge del citoesquelet. Serveix per transportar macromolècules, vesícules i orgànuls cel·lulars des del citoplasma o nucli cap a les membranes cel·lulars.
Què és la kinesina?
Les kinesines són un grup de motors proteïnes amb propietats i funcions similars. Consisteixen en dues cadenes de proteïnes pesades i dues lleugeres. A les cadenes de proteïnes pesades hi ha la cap regió, el coll, i la porció de la cua de la molècula. Les cadenes de proteïnes lleugeres s’uneixen a la porció de la cua. La kinesina serveix per transportar orgànuls cel·lulars, vesícules i biomolècules al llarg de microtúbuls. Els microtúbuls representen un sistema de rails fets de la proteïna tubulina, que sempre creix des del nucli cap al membrana cel · lular. L’extrem de microtúbuls en creixement s’anomena extrem més. Així, la kinesina transporta bioquímics i orgànuls cel·lulars només en la direcció de l’extrem positiu (transport anterògrad). El transport en direcció a l’extrem menys (transport retrògrad) és provocat per un complex d’altres proteïnes motores, la dinina. Kinesin existeix com a dímer. Dins de l’estructura quaternària de la proteïna, les dues cadenes pesades i les dues lleugeres formen un complex proteic, que no té cap enllaç covalent entre les cadenes de proteïnes individuals. Per tant, la kinesina té dos dominis motors (cap dominis) que s’encarreguen del moviment al llarg dels microtúbuls.
Funció, acció i rols
La funció principal de la kinesina és transportar components cel·lulars i molècules des de l’interior de la cèl·lula cap a les membranes cel·lulars. Això inclou treure components cel·lulars degradats de la cèl·lula, aportant enzims per secreció, secretar les hormones, portant proteïnes de membrana des del lloc de síntesi a la membrana, i molt més. Les substàncies de senyalització per a la comunicació entre cèl·lules també es transporten a la zona extracel·lular. A les neurones, per exemple, els neurotransmissors es transporten dins de les vesícules des del nucli cel·lular fins als axons i sinapsis. A partir d’aquí, els neurotransmissors s’utilitzen per transmetre senyals a altres cèl·lules nervioses. Les vesícules, els orgànuls cel·lulars o les biomolècules s’uneixen a les kinesines mitjançant proteïnes de connexió. Amb l'ajut dels dos dominis motors (caps), el complex de kinesina recorre el microtúbul. En el procés, l’enquadernació d’un cap s’allibera repetidament per transferència d’energia mitjançant la divisió de l’ATP a l’ADP, mentre que inicialment es manté la unió de l’altre cap de kinesina. No obstant això, la regió del cap desvinculada es torna a unir immediatament a un altre lloc d'unió del microtúbul en la direcció de l'extrem positiu, mentre que, al mateix temps, l'altre domini del cap es desvincula amb escissió d'ATP. La divisió de l’ATP a l’ADP al lloc d’unió de la kinesina als microtúbuls dóna lloc al canvi conformacional de tot el complex de kinesina, que provoca la seva locomoció. Aquest procés es repeteix fins que el complex de kinesina arriba a membrana cel · lular. A la destinació, els orgànuls cel·lulars o molècules que es transporten s’escinden del complex de kinesina.
Formació, aparició, propietats i valors òptims
La kinesina es troba a totes les cèl·lules eucariotes. Entre elles, hi ha diverses proteïnes de kinesina. No obstant això, aquest complex proteic ha canviat poc en la filogènia dels organismes eucariotes a la regió cap importantment funcional. La seva funció és exactament la mateixa en eucariotes unicel·lulars com les amebes que en organismes pluricel·lulars dels regnes animals i vegetals. La kinesina transporta orgànuls cel·lulars i molècules cap a la membrana cel · lular. La interacció de la kinesina i els microtúbuls també representa un fenomen universal. Es produeixen canvis genètics menors a la porció de la cua del complex proteic. Aquesta regió respon als components canviants que han de ser transportats i prèviament units de manera natural a la kinesina. Les kinesines no estan relacionades amb les dinines, que organitzen el transport de molècules i complexos moleculars des de la membrana cel·lular cap al nucli. Tot i això, estan relacionats amb la miosina, que, amb l’ajut de l’actina, és responsable del moviment muscular i, dins de la cèl·lula, de petites vies de transport d’orgànuls cel·lulars a causa de patrons de moviment similars.
Malalties i trastorns
En associació amb mutacions del complex de la kinesina, es poden produir trastorns del transport intracel·lular, dins d’aquests trastorns, hi ha un complex de trastorns neurològics coneguts com a paraplegies espàstiques hereditàries (HSP). Hi ha més de 50 tipus diferents d’aquest trastorn, tots ells genètics. Més específicament, s’ha estudiat la paràlisi espinal espinal SPG 10. En aquesta malaltia, una mutació resulta en la producció defectuosa d’un complex de kinesina anomenat KIF5A. Algunes substàncies actives i orgànuls cel·lulars es transporten incorrectament i ja no arriben al lloc d’acció. Es tracta de substàncies particularment actives que es necessiten als axons de les neurones. Les neurones corresponents degeneren i ja no poden transmetre els impulsos de moviment correctament. Aquest trastorn té un impacte en cama funció motora. Això es tradueix en un augment de la paràlisi espàstica de les cames. En la fase avançada de la malaltia, el pacient afectat depèn d’una cadira de rodes. No obstant això, les paraplegies espàstiques són un grup de trastorns amb símptomes similars. Es basen en diferents mutacions. Així, 48 diferents general es coneixen loci de HSP. A més de la restricció de cama funció motora, també es poden produir altres símptomes neurològics, en funció de la malaltia. Se sospita que altres malalties neurodegeneratives també són causades per trastorns del transport dins de la cèl·lula. No obstant això, cal investigar més per investigar les relacions exactes. Fins ara, hi ha proves creixents que les cèl·lules nervioses en particular es veuen afectades quan es altera la funció de la kinesina. Encara no se sap prou fins a quin punt es veuen afectades altres cèl·lules del cos.
