Nyckelskillnaden mellan dynamisk instabilitet och löpband är att dynamisk instabilitet uppstår när mikrotubuli sätts ihop och går isär i ena änden, medan löpband sker när ena änden polymeriserar och den andra änden går isär.
Mikrotubuli är dynamiska cellulära polymerer. De reglerar många cellulära aktiviteter som är viktiga för människokroppen. De är celldelning, mitos, adhesion, riktade migrationer, cellsignalering, vesikel- och proteinleverans fram och tillbaka från plasmamembranet, polymerisation och ommodellering av cellulär organisation och cellform. Cytoskelettet består av mikrotubuli, mellanliggande filament och aktinfilament. De gör om eller omorganiserar sig själva som svar på externa signaler som reglerar cellaktiviteter. Dynamisk instabilitet och löpband är två fenomen som förekommer i många cellulära cytoskelettfilament.
Vad är dynamisk instabilitet?
Dynamisk instabilitet gör att cellerna kan omorganisera cytoskelettet snabbt när det behövs. Mikrotubuli innehåller unika dynamiska egenskaper. I allmänhet växer en undergrupp av mikrotubuli snabbt medan andra krymper. Denna kombination av krympning, tillväxt och snabba övergångar mellan två tillstånd kallas dynamisk instabilitet. Dynamiska mikrotubuli har en begränsad livslängd, så buntar av mikrotubuli är i rekreationsprocessen. Tillväxt- och krympningsprocesserna hos mikrotubuli är aktiva processer och förbrukar energi. Detta gör att mikrotubuli anpassar sig snabbare till föränderliga miljöer. Detta gör det också möjligt för dem att göra strukturella arrangemang som svar på mobilbehov.
Figur 01: Dynamisk instabilitet
Mikrotubuli är uppbyggd av proteintubulinsubenheter bundna till guanosintrifosfat (GTP), som är en energibärare. Cellerna förbrukar energi för att upprätthålla en hög GTP-tubulinkoncentration för polymerisation. Denna process förknippas snabbt med ändarna av mikrotubuli och underlättar tillväxten av mikrotubuli. Efter inkorporering av subenheter i mikrotubuli hydrolyseras GTP till guanosindifosfat (BNP), vilket frigör energi. BNP-tubulin krullar sig inte utåt när det är fångat i mikrotubuli. Mikrotubuli växer medan ändarna är stabila. Men när ändarna börjar separera sker en expansion. Detta resulterar i en energifrisättning i tubulinsubenheter när mikrotubuli snabbt krymper.
Vad är löpband?
Trampning förekommer i många cellulära cytoskelettfilament, speciellt i aktinfilament och mikrotubuli. Detta sker när längden på en filament växer medan den andra änden krymper. Detta resulterar i en filamentsektion som rör sig över cytosolen eller skiktet. Det beror också på att proteinsubenheter ständigt avlägsnas från filamenten i ena änden medan proteinsubenheter tillsätts från den andra änden. De två ändarna av aktinfilamentet skiljer sig åt i tillägg och avlägsnande av subenheter. Plussluten med snabbare dynamik kallas hullingförsedda ändar, och minusändarna med långsammare dynamik kallas spetsiga ändar. Förlängning av aktinfilament sker när G-aktin (fritt aktin) binder till ATP. I allmänhet är den positiva änden associerad med G-aktin. Bindningen av G-aktin till F-aktin sker med reglering av kritisk koncentration.
Figur 02: Actin Treadmilling
Kritisk koncentration är koncentrationen av G-aktin eller mikrotubuli som förblir i en jämviktshastighet utan någon tillväxt eller krympning. Aktinpolymerisation reglerar ytterligare profilin och cofilin. Profilin är ett aktinbindande protein involverat i den dynamiska omsättningen och rekonstruktionen av aktin. Cofilin är en aktinbindande familj av proteiner associerad med den snabba depolymeriseringen av aktinmikrofilament. Löpband av mikrotubuli sker när ena änden polymeriserar medan den andra demonteras.
Vilka är likheterna mellan dynamisk instabilitet och löpband?
- Dynamisk instabilitet och löpband är beteenden i cytoskelettpolymerer.
- De förekommer i mikrotubuli.
- Dessutom är båda associerade med nukleosidtrifosfathydrolys.
- De är involverade i tillväxt och krympning av filament.
- Båda är aktiva processer.
- Dessutom kräver de energi.
Vad är skillnaden mellan dynamisk instabilitet och löpband?
Dynamisk instabilitet sker i mikrotubuli och de sätts ihop och demonteras i ena änden. Under tiden sker löpband i aktinfilament och mikrotubuli. Detta är alltså nyckelskillnaden mellan dynamisk instabilitet och löpband. Dessutom är det huvudsakliga proteinet som är involverat i dynamisk instabilitet tubulin medan det vid löpband är aktin. Dessutom tillhandahåller GTP-bundna nukleotider huvudsakligen energi för den dynamiska instabilitetsprocessen. Medan ATP ger energi för löpband.
Infografiken nedan visar skillnaderna mellan dynamisk instabilitet och löpband i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Dynamisk instabilitet vs löpband
Dynamisk instabilitet sker i mikrotubuli och de sätts ihop och demonteras i ena änden. Löpband förekommer i aktinfilament och mikrotubuli. Dynamisk instabilitet gör att cellerna kan omorganisera cytoskelettet snabbt när det behövs. Löpband förekommer i många cellulära cytoskelettfilament. En undergrupp av mikrotubuli växer snabbt medan andra krymper; därför existerar ett snabbt övergångstillstånd under dynamisk instabilitet. Under löpbandet förlängs längden på en filament medan den andra änden krymper. Så det här sammanfattar skillnaden mellan dynamisk instabilitet och löpband.
