मायोसिन: विशेषताओं, संरचना, प्रकार और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

मायोसिन एक आणविक मोटर, प्रोटीन, साइटोसॉल में तंतु actin पर ले जाने में सक्षम है। मायोसिन के आंदोलन को चलाने वाली ऊर्जा एटीपी के हाइड्रोलिसिस से आती है। इस वजह से, मायोसिन को अक्सर एक मैकेनोकेमिकल एंजाइम के रूप में परिभाषित किया जाता है।

यूकेरियोट्स में, मायोसिन एक बहुत प्रचुर मात्रा में प्रोटीन है। मायोसिन के विभिन्न वर्ग हैं, जो जीन के एक परिवार द्वारा एन्कोड किए गए हैं। खमीर में, 5 वर्गों को प्रतिष्ठित किया जाता है, जबकि स्तनधारियों में दर्जनों का वर्णन किया गया है।

स्रोत: डेविड रिचफील्ड (उपयोगकर्ता: स्लैशमे) बाहरी कार्यों में इस छवि का उपयोग करते समय, इसे निम्नानुसार उद्धृत किया जा सकता है: रिचफील्ड, डेविड (2014)। "डेविड रिचफील्ड की मेडिकल गैलरी"। मेडिसिन 1 (2) के विकीउरल। DOI: 10.15347 / wjm / 2014.009। आईएसएसएन 2002-4436।

मायोसिन के कई प्रकार के कार्य हैं। मायोसिन I, एक्टिन के साथ मिलकर केराटोसाइट्स के आंदोलन में भाग लेता है।

मायोसिन II प्लाज्मा झिल्ली को कठोरता प्रदान करता है, साइटोकिन्सिस और मांसपेशियों के संकुचन में भाग लेता है। दोनों मायोसिन I और II सेल माइग्रेशन में सहयोग करते हैं। मायोसिन I और V एक्टिन फिलामेंट्स के साथ पुटिका परिवहन करते हैं।

संरचना

इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ में, मायोसिन आइसोफॉर्म की विशिष्ट संरचना में तीन डोमेन होते हैं: सिर, गर्दन और पूंछ। काइमोट्रिप्सिन के साथ हाइड्रोलिसिस द्वारा, सिर और गर्दन से मिलकर एक खंड, जिसे भारी मेरोमोसिन (एचएमएम) कहा जाता है, और एक पूंछ खंड, जिसे लाइट मेरोमायोसिन (एलएमएम) कहा जाता है।

हेड डोमेन भारी श्रृंखला का एन-टर्मिनल अंत है, और टेल डोमेन प्रकाश श्रृंखला का सी-टर्मिनल अंत है।

मायोसिन की कक्षाओं को पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं की संख्या द्वारा विभेदित किया जा सकता है जो इसे बनाते हैं, और गर्दन से जुड़ी प्रकाश श्रृंखला की बहुतायत और वर्ग।

मायोसिन I में एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला है, जो एक सिर बनाती है और इसकी पूंछ में अल्फा-हेलिकल क्षेत्रों का अभाव है। जबकि मायोसिन I और V में दो पॉलीपेप्टाइड चेन हैं, और इसलिए दो सिर और एक पूंछ बनाते हैं, जिसमें अल्फा-हेलिकल चेन एक रॉड जैसी संरचना बनाते हैं।

मायोसिन्स I और V में शांत श्रृंखलाओं के लिए बाध्यकारी साइटें हैं, जो प्रकाश श्रृंखलाओं पर Ca ⁺² को नियंत्रित और बांधती हैं। मायोसिन I Ca ⁺² को हल्की जंजीरों से बांधता है, लेकिन यह शांतोडुलिन की तुलना में एक अलग तरीके से करता है।

विशेषताएँ

यांत्रिकी स्तर पर, मायोसिन की तीन विशेषताएं हैं, अर्थात्:

- मायोसिन हेड मोटर डोमेन है जो असतत चरणों में आगे बढ़ता है: मायोसिन हेड का संघ एक एक्टिन फिलामेंट के लिए, इसका झुकाव और बाद में अलग होना मायोसिन की गति को उत्पन्न करता है। यह प्रक्रिया चक्रीय है और एटीपी पर निर्भर करती है।

- सुधार परिवर्तन: एटीपी अणु के हाइड्रोलिसिस को मायोसिन अणु के प्रत्येक चरण के लिए प्रवर्धन और संचरण के स्तरों के साथ जोड़ा जाता है। इसमें मायोसिन में बड़े सुधार होते हैं।

प्रवर्धन का पहला स्तर एटीपी के गामा-फॉस्फेट समूह के नुकसान से उत्पन्न होता है, जो एटीपी बाध्यकारी साइट में संरचनात्मक तत्वों के पुनर्गठन की अनुमति देता है। यह पुनर्व्यवस्था एक्टिन-बाइंडिंग साइट में संरचनात्मक परिवर्तनों के साथ समन्वित है।

प्रवर्धन के दूसरे स्तर में कार्बोक्सिल टर्मिनल के संरचनात्मक घटकों के लिए सक्रिय साइट में परिवर्तनकारी परिवर्तन का संचार शामिल है।

- दिशात्मकता: मायोसिन को एक्टिन फिलामेंट के (+) छोर की ओर एक ध्रुवता, या रिवर्स दिशात्मकता मिली है। यह निष्कर्ष प्रतिदीप्ति प्रकाश माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए एक्टिन फिलामेंट स्लिपेज प्रयोगों से आता है।

विशेषताएं

मायोसिन, एक्टिन के साथ मिलकर, मांसपेशियों के संकुचन, कोशिका आसंजन, साइटोकिन्सिस में भाग लेता है, कॉर्टिकल झिल्ली को सख्त करता है और कुछ पुटिकाओं के विस्थापन, अन्य कार्यों के बीच।

मायोसिन में दोष पैथोलॉजिकल स्थिति पैदा कर सकता है। उदाहरण के लिए, मायोसिन I और V में दोष, क्रमशः, मायोसिन मायोपैथियों और रंजकता विकारों (ग्रिसकेली सिंड्रोम) से संबंधित हैं। जबकि मायोसिन VI आइसोफॉर्म में विकार सुनवाई हानि का कारण बनता है।

मांसपेशी में संकुचन

कंकाल की मांसपेशी की कार्यात्मक और संरचनात्मक इकाई सरकोमेरे है। मांसपेशियों के संकुचन के दौरान, सर्कोमियर की लंबाई अपनी मूल लंबाई का 30% तक पहुंच जाती है।

Sarcomeres मोटे मायोसिन फिलामेंट्स और पतली एक्टिन फिलामेंट्स से बने होते हैं जो एक जटिल तरीके से व्यवस्थित होते हैं। सामान्य तौर पर, मायोसिन सिर फिलामेंट के बाहर के सिरों पर स्थित होते हैं और उनके हिस्से सरकोमेरे के केंद्र की ओर होते हैं, और संगठन द्विध्रुवी होता है।

मांसपेशियों में संकुचन होने के लिए, मायोसिन सिर, विपरीत छोरों पर, Z डिस्क या फिलामेंट के (+) छोर की ओर बढ़ना चाहिए। क्योंकि मोटे तंतुओं का संगठन द्विध्रुवीय होता है, इसलिए मोटे तंतुओं पर पतले तंतुओं का सरकना एटीपी द्वारा संचालित होता है।

विस्थापन बल इसलिए होता है क्योंकि एक मोटी तंतु के सैकड़ों मायोसिन सिर, एक पतली तंतु के साथ बातचीत करते हैं।

cytokinesis

माइटोसिस के दौरान, जब स्पिंडल पोल पर सूक्ष्मनलिकाएं अलग हो जाती हैं, तो एक्टिन और मायोसिन II कोशिका के भूमध्य रेखा पर एक सिकुड़ा हुआ रिंग बनाते हैं। यह अंगूठी सिकुड़ती है, इसके व्यास को कम करती है और कोशिका को दो भागों में विभाजित करती है।

कॉर्टिकल झिल्लियों का सख्त होना

म्योसिन II की कमी वाले उत्परिवर्ती कोशिकाओं में, प्लाज्मा झिल्ली आसानी से विकृत हो जाती है जब बाहरी बल लगाया जाता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि मायोसिन II प्लाज्मा झिल्ली के प्रोटीन को एकत्रीकरण बल प्रदान करता है।

सेल आसंजन

उपकला ऊतक में, एक्टिन और मायोसिन II के सिकुड़ा हुआ बंडल प्लाज्मा झिल्ली के आसपास के क्षेत्र में स्थित होते हैं, और एक गोलाकार करधनी बनाते हैं जो आंतरिक कोशिका की सतह के चारों ओर होती है। यह गोलाकार करधनी कोशिका के आकार को निर्धारित करता है और कोशिकाओं के बीच के बंधन को बनाए रखता है।

सेल प्रोटीन के माध्यम से, सेलुलर आसंजन अणुओं के लिए परिपत्र बेल्ट के संघ द्वारा कोशिकाओं के बीच संपर्क होता है।

कुछ पुटिकाओं का विस्थापन

प्रायोगिक साक्ष्य से पता चलता है कि मायोसिन वी, गोल्गी तंत्र से कोशिका की परिधि तक झिल्ली परिवहन करता है। कुछ सबूत हैं:

- तंत्रिका ऊतक की कोशिकाओं में, एस्ट्रोसाइट इम्यूनोफ्लोरेसेंस द्वारा यह पाया गया कि मायोसीन वी गोल्गी के बगल में स्थित है।

- खमीर में, मायोसिन वी जीन में उत्परिवर्तन प्रोटीन स्राव को बाधित करता है और इसके परिणामस्वरूप, प्रोटीन साइटोसोल में जमा होते हैं।

- मायोसिन I के आइसोफोर्म्स कोशिका झिल्ली की ओर रिक्तिका के परिवहन के लिए जिम्मेदार होते हैं। मायोसिन I के आइसोफॉर्म के खिलाफ विशिष्ट एंटीबॉडी का उपयोग करते हुए, यह पाया गया कि ये आइसोफॉर्म कोशिका के विभिन्न भागों में स्थित हैं।

उदाहरण के लिए, जब एक जीवित अमीबा को मायोसिन आईसी के खिलाफ एक एंटीबॉडी के साथ लेबल किया जाता है, तो झिल्ली को रिक्तिका का परिवहन रोक दिया जाता है। इस वजह से, रिक्तिका का विस्तार होता है और कोशिका फट जाती है।

मायोसिन-संबंधी रोग

मायोसिन और सुनवाई हानि

कई जीन और उत्परिवर्तन हैं जो सुनवाई हानि का कारण बनते हैं। यह बीमारी अक्सर मोनोजेनेटिक होती है।

एक या दो मायोसिन सिर के साथ अपरंपरागत मायोसिन म्यूटेशन, आंतरिक कान के कार्य को प्रभावित करते हैं। उत्परिवर्तित मायोसिन आइसोफॉर्म में से कुछ मायोसिन IIIA, मायोसिन VIIA और मायोसिन XVA हैं। हाल ही में, मायोसिन VI में दो उत्परिवर्तन खोजे गए थे।

मायोसिन VI में उत्परिवर्तन c.897G> T और p.926Q हैं। पहला उत्परिवर्तन एक क्षेत्र को प्रभावित करता है जो सक्रिय साइट के साथ बातचीत करता है, जिसे स्विच I कहा जाता है। उत्परिवर्तन के लिए होमोजीगस फेनोटाइप को जल्दी प्रदर्शित करता है, जिससे गंभीर प्रभाव होता है।

दूसरा उत्परिवर्तन मायोसिन VI की पूंछ में एक अल्फा हेलिक्स में, आवेशित अवशेषों के एक क्षेत्र को प्रभावित करता है। यह क्षेत्र समीपस्थ मोटर डिमराइजेशन के लिए महत्वपूर्ण है, और मायोसिन VI के स्टीरियो-सिलिअरी फ़ंक्शन को प्रभावित करता है।

एक अन्य उत्परिवर्तन p.Asn207Ser है, जो उत्पादन शक्ति का मोटर अक्षम करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि Asn 207 सक्रिय साइट का एक एमिनो एसिड अवशेष है, जिसका कार्य एटीपी के बंधन और हाइड्रोलिसिस है।

P.Arg657Trp म्योसिन VI फ़ंक्शन के नुकसान के परिणामस्वरूप उत्परिवर्तन होता है। आर्ग के अवशेष उस परिवर्तन में शामिल हैं, जो मायोसिन के आंदोलन को युगल हाइड्रोलिसिस करता है।

मायोसिन एक्स और कैंसर

मायोसिन एक्स (मायो 10) एक अपरंपरागत मायोसिन है जो मस्तिष्क, एंडोथेलियम और कई उपकला में व्यक्त किया जाता है। Myo10 और एक्टिन-आधारित अनुमानों के तीन वर्ग (फ़िलाओपोडिया, इनवाडोपोडिया और फ़िलाओपोडिया जैसे अनुमान) कैंसर मेटास्टेसिस के दौरान काम करते हैं।

इनवेसिव कैंसर कोशिकाओं में बड़ी संख्या में फ़िलाओपोडिया और उच्च स्तर के फासीना होते हैं। यह प्रोटीन एक्टिन फिलामेंट्स के बीच क्रॉसलिंक बनाता है। प्राथमिक ट्यूमर से बचने के लिए, इनवेडोपोडिया का गठन किया जाता है, जो प्रोटियोलिटिक गतिविधि में समृद्ध होता है, जो आसपास के बाह्य मैट्रिक्स को पचता है।

एक बार जब कोशिकाएं बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स तक पहुँच जाती हैं, तो फ़िलाओपोडिया जैसे अनुमान फैलाने और उपनिवेश करने में मदद करते हैं। Myo10 के उच्च स्तर स्तन कैंसर में उच्च आक्रामकता और मेटास्टेसिस का संकेत देते हैं।

MyoX साइलेंसिंग कोशिकाओं के मेटास्टैटिक चरित्र का नुकसान पैदा करता है, जो एक्टिन-आधारित अनुमानों को बनाने में असमर्थ हैं। इन सभी अनुमानों में इंटीगिन-आधारित आसंजन होते हैं, जो फिओपोडियम के भीतर मायो 10 द्वारा किए जाते हैं।

मायओएक्स सेंट्रोसोम के गठन में शामिल है। MyoX की अनुपस्थिति बहुध्रुवीय स्पिंडल के गठन का पक्षधर है। मायोक्स कैंसर कोशिकाओं में संकेतन में भी शामिल है। उदाहरण के लिए, MyoX 3,4,5 द्वारा सक्रिय किया गया है, -inositol triphosphate (PIP3)।

संदर्भ

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