Ökaryot hücrelerinde bulunan kinesin adlı protein bir maddeyi “yürüyerek” iletmesi nedeniyle bizim için bir hayli ilgi çekici olmuştur. Bu kinesin proteini aslında bir motor proteinidir ve ileteceği maddeyi mikrotübül lifler üzerinde taşımaktadır. Hücreler çeşitli moleküllerin hatta bir hücre etrafındaki tüm organellerin iletilmesi ihtiyacını duyabilmektedir. Bu hareketi başarmak için de hücreler molekül motorlarını kullanırlar. Bu biyolojik molekül motorları üç ana sınıfa ayrılır. Bunlardan biri de yazımızın konusunu oluşturan kinesinlerdir. Diğer motorlar ise miyosin ve dinein (İng. dynein)lerdir. Bunların her biri çok çeşitli hücresel süreçlerde hayati rollere sahiptirler. Moleküler motorlar aslında biyolojik dünyamızın kargo işlerine bakan görevlilerdir ve kinesin ya da dinein mikrotübülleri yahut miyosin aktin lifleri boyunca kargoları taşırlar. Bu mikrotübüller ile aktin lifleri geniş bir kargo trafiği için hücre içinde karayolları gibi çalışırlar. Böylece, kinesin proteinleri enerjisini de ATP dediğimiz Adenozin trifosfatın hidrolizinden alarak mikrotübül lifi üzerinde yürüyen yüksek derecede korunmuş yaklaşık 340 kalıntı motor içeren bir moleküler motor ailesidir.
Bir proteinin nasıl yürüyüş yaptığını ve kargosunu nasıl taşıdığını görmek ister misiniz? Columbia Üniversitesi’nde biyofizik alanında doktorasını 2013 yılında tamamlayan Dr. Emmanuel Dumont tarafından hazırlanan bir animasyonla bu heyecan verici olayı kafamızda canlandırabilmek mümkün. Aşağıdaki videodan izleyebilirsiniz bu animasyonu,
Kinesin I proteini ilk olarak mikrotübüller boyunca parçacıkların hareketinin arkasındaki motor olarak tanımlanmıştı. Ancak daha sonra çok farklı hücre türlerinde birkaç farklı türdeki kargonun taşınması hareketinin kaynağı olduğu bulundu. Kinesin I proteini iki ağır zincir ve iki hafif zincirin bir çoklutetramerinden oluşmaktadır. İki ağır zincir katalitik motor alanı içerir ve kargo hareketinin yönünü belirlemede önemli olan kısa boyunlu bağlayıcı bölgeye sahiptir. Ayrıca hafif zincirlere bağlanmayı sağlayan halkalı dimerizasyon alanını da içermektedir. Hafif zincirler taşınacak maddeyi bağlar ve ağır zincirlerin motor aktivitesini düzenler. Bu iki kinesin proteinin başı bu bahsettiğimiz yürüyüş hareketine olanak tanır böylelikle. Bu kinesin proteinin motor aktivitesi kargonun yani taşınacak maddenin yokluğunda kapanır.
Kinesin I gibi farklı farklı kinesin motorları da tanımlanmıştır. Tüm bunlar mantar, omurgasızlar, hayvanlar ve bitkileri kapsayan tüm ökaryotlarda bulunan bir kinesin süperailesini oluştururlar. Kinesin motor alanlarının temel özellikleri mikrotübüller boyunca kargoları taşıyabilmelerine izin veren nükleotitlere ve mikrotübüllere bağlanabilen motiflerin yüksek derecede korunmuş olmasıdır. Bunun dışında, her bir kinesin proteini eşsiz bir diziye sahiptir.
Peki, kinesin proteinleri kargo olarak neleri taşıyorlar? Kinesinler değişik türde kargo türünü taşıyabiliyorlar. Bir hücre içindeki farklı zarsız yapıları taşıyabilirler. Bunlar mitokondri, endoplazmik retikulum, golgi kesesi olabilir. Protein komplekslerini de kinesinler taşıyabilir. Bu görev hücre haberleşmesi, doku metamorfozu ve gelişimi için de önemlidir. Kromozomları da taşırlar, kinesinle hücre bölünmesi sırasında kromozomların doğru ayrışmasını sağlamada yardımcı olurlar. Nöronlarda, farklı mRNA’lar kinesinler aracılığıyla dendritlere taşınırlar. Ayrıca çok sayıda virüs de hücre içi taşıma sistemleri yani kinesinleri sayesinde kendileri için bir avantaj olarak bunu kullanabilirler.
Gökhan Atmaca, MSc.
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Kaynaklar:
- https://en.wikipedia.org/wiki/Kinesin
- https://www.ebi.ac.uk/interpro/potm/2005_4/Page1.htm
- https://tr.wikipedia.org/wiki/Kinesin
