Der Hauptunterschied zwischen dynamischer Instabilität und Laufband besteht darin, dass dynamische Instabilität auftritt, wenn sich Mikrotubuli an einem Ende zusammensetzen und wieder zerlegen, während Tretmühle auftritt, wenn ein Ende polymerisiert und das andere Ende zerfällt.
Mikrotubuli sind dynamische zelluläre Polymere. Sie regulieren viele zelluläre Aktivitäten, die für den menschlichen Körper essentiell sind. Sie sind Zellteilung, Mitose, Adhäsion, gerichtete Wanderungen, Zellsignalisierung, Vesikel- und Proteintransport hin und her von der Plasmamembran, Polymerisation und Umbau der Zellorganisation und Zellform. Das Zytoskelett besteht aus Mikrotubuli, Zwischenfilamenten und Aktinfilamenten. Sie erneuern oder reorganisieren sich als Reaktion auf externe Signale, die die Zellaktivitäten regulieren. Dynamische Instabilität und Tretmühlen sind zwei Phänomene, die in vielen zellulären Zytoskelett-Filamenten auftreten.
Was ist dynamische Instabilität?
Dynamische Instabilität ermöglicht es den Zellen, das Zytoskelett bei Bedarf schnell neu zu organisieren. Mikrotubuli enth alten einzigartige dynamische Merkmale. Im Allgemeinen wächst eine Untergruppe von Mikrotubuli schnell, während andere schrumpfen. Diese Kombination aus Schrumpfung, Wachstum und schnellen Übergängen zwischen zwei Zuständen wird als dynamische Instabilität bezeichnet. Dynamische Mikrotubuli haben eine begrenzte Lebensdauer, daher befinden sich Bündel von Mikrotubuli im Erholungsprozess. Die Wachstums- und Schrumpfungsprozesse von Mikrotubuli sind aktive Prozesse und verbrauchen Energie. Dadurch passen sich Mikrotubuli schneller an sich ändernde Umgebungen an. Dies ermöglicht ihnen auch, strukturelle Vorkehrungen als Reaktion auf zelluläre Bedürfnisse zu treffen.
Abbildung 01: Dynamische Instabilität
Mikrotubuli bestehen aus Tubulin-Untereinheiten des Proteins, die an Guanosintriphosphat (GTP) gebunden sind, das ein Energieträger ist. Die Zellen verbrauchen Energie, um eine hohe GTP-Tubulin-Konzentration für die Polymerisation aufrechtzuerh alten. Dieser Prozess ist schnell mit den Enden der Mikrotubuli verbunden und erleichtert das Wachstum der Mikrotubuli. Nach dem Einbau von Untereinheiten in Mikrotubuli hydrolysiert GTP zu Guanosindiphosphat (GDP) und setzt dabei Energie frei. GDP-Tubulin kräuselt sich nicht nach außen, während es in Mikrotubuli eingeschlossen ist. Mikrotubuli wachsen, während die Enden stabil sind. Wenn sich die Enden jedoch zu trennen beginnen, findet eine Expansion statt. Dies führt zu einer Energiefreisetzung in den Tubulin-Untereinheiten, da die Mikrotubuli schnell schrumpfen.
Was ist Laufband?
Treadmilling tritt in vielen zellulären Zytoskelettfilamenten auf, insbesondere in Aktinfilamenten und Mikrotubuli. Dies geschieht, wenn die Länge eines Filaments wächst, während das andere Ende schrumpft. Dies führt zu einem Filamentabschnitt, der sich über das Zytosol oder Stratum bewegt. Dies liegt auch daran, dass an einem Ende ständig Proteinuntereinheiten aus den Filamenten entfernt werden, während am anderen Ende Proteinuntereinheiten hinzugefügt werden. Die beiden Enden des Aktinfilaments unterscheiden sich in der Hinzufügung und Entfernung von Untereinheiten. Die Plus-Enden mit schnellerer Dynamik werden als Stachelenden bezeichnet, und die Minus-Enden mit langsamerer Dynamik werden als spitze Enden bezeichnet. Die Verlängerung der Aktinfilamente findet statt, wenn G-Aktin (freies Aktin) an ATP bindet. Im Allgemeinen ist das positive Ende mit G-Aktin assoziiert. Die Bindung von G-Aktin an F-Aktin erfolgt mit der Regulierung der kritischen Konzentration.
Abbildung 02: Actin Laufband
Die kritische Konzentration ist die Konzentration von G-Aktin oder Mikrotubuli, die ohne Wachstum oder Schrumpfung im Gleichgewicht bleiben. Aktin-Polymerisation reguliert weiterhin Profilin und Cofilin. Profilin ist ein aktinbindendes Protein, das am dynamischen Umsatz und Wiederaufbau von Aktin beteiligt ist. Cofilin ist eine Aktin-bindende Proteinfamilie, die mit der schnellen Depolymerisation von Aktin-Mikrofilamenten assoziiert ist. Tretmühlen von Mikrotubuli treten auf, wenn ein Ende polymerisiert, während das andere zerlegt wird.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen dynamischer Instabilität und Laufband?
- Dynamische Instabilität und Tretmühlen sind Verh altensweisen in Zytoskelett-Polymeren.
- Sie kommen in Mikrotubuli vor.
- Außerdem sind beide mit der Hydrolyse von Nukleosidtriphosphaten verbunden.
- Sie sind am Wachstum und Schrumpfen der Filamente beteiligt.
- Beides sind aktive Prozesse.
- Außerdem benötigen sie Energie.
Was ist der Unterschied zwischen dynamischer Instabilität und Laufband?
Dynamische Instabilität findet in Mikrotubuli statt und sie montieren und zerlegen an einem Ende. Währenddessen tritt Tretmühlen in Aktinfilamenten und Mikrotubuli auf. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen dynamischer Instabilität und Laufband. Darüber hinaus ist das Hauptprotein, das an dynamischer Instabilität beteiligt ist, Tubulin, während es beim Laufband Aktin ist. Außerdem liefern GTP-gebundene Nukleotide hauptsächlich Energie für den dynamischen Instabilitätsprozess. Während ATP Energie für das Laufband liefert.
Die folgende Infografik zeigt die Unterschiede zwischen dynamischer Instabilität und Laufband in tabellarischer Form zum direkten Vergleich.
Zusammenfassung – Dynamische Instabilität vs. Laufband
Dynamische Instabilität findet in Mikrotubuli statt und sie montieren und zerlegen sich an einem Ende. Tretmühlen treten in Aktinfilamenten und Mikrotubuli auf. Die dynamische Instabilität ermöglicht es den Zellen, das Zytoskelett bei Bedarf schnell neu zu organisieren. Tretmühlen treten in vielen zellulären Cytoskelett-Filamenten auf. Eine Untergruppe von Mikrotubuli wächst schnell, während andere schrumpfen; daher existiert während dynamischer Instabilität ein schneller Übergangszustand. Während des Laufens verlängert sich die Länge eines Filaments, während das andere Ende schrumpft. Das fasst also den Unterschied zwischen dynamischer Instabilität und Laufband zusammen.
