Tofauti kuu kati ya kuyumba kwa nguvu na kukanyaga ni kwamba ukosefu wa uthabiti hutokea wakati miduara midogo inapokusanyika na kutengana kwenye ncha moja, huku kukanyaga kunatokea wakati ncha moja inapolimishwa, na ncha nyingine inatengana.
Mikrotubuli ni polima za simu za mkononi zinazobadilika. Wanadhibiti shughuli nyingi za seli ambazo ni muhimu kwa mwili wa binadamu. Nazo ni mgawanyiko wa seli, mitosisi, kushikamana, uhamaji ulioelekezwa, kuashiria seli, uwasilishaji wa vesicle na protini kutoka kwa membrane ya plasma, upolimishaji, na urekebishaji wa shirika la seli na umbo la seli. Cytoskeleton inajumuisha microtubules, nyuzi za kati, na filamenti za actin. Wanajipanga upya au kujipanga upya kwa kujibu mawimbi ya nje ambayo hudhibiti shughuli za seli. Kuyumba kwa nguvu na kukanyaga ni matukio mawili yanayotokea katika nyuzi nyingi za seli za cytoskeletal.
Kuyumba kwa Nguvu ni nini?
Kuyumba kwa nguvu huruhusu seli kupanga upya saitoskeletoni haraka inapohitajika. Microtubules zina vipengele vya kipekee vya nguvu. Kwa ujumla, sehemu ndogo ya microtubules hukua haraka wakati zingine hupungua. Mchanganyiko huu wa kupungua, ukuaji, na mabadiliko ya haraka kati ya majimbo mawili huitwa kutokuwa na utulivu wa nguvu. Microtubules zinazobadilika zina muda mdogo wa kuishi, kwa hivyo vifurushi vya mikrotubuli viko katika mchakato wa burudani. Michakato ya ukuaji na kupungua kwa microtubules ni michakato hai na hutumia nishati. Hii hufanya microtubules kukabiliana haraka na mabadiliko ya mazingira. Hii pia huwaruhusu kufanya mipangilio ya kimuundo kulingana na mahitaji ya simu za mkononi.
Kielelezo 01: Kuyumbayumba kwa Nguvu
Microtubules hutengenezwa kwa subuniti za tubulini za protini zinazofungamana na guanosine trifosfati (GTP), ambayo ni kisambazaji nishati. Seli hutumia nishati ili kudumisha mkusanyiko wa juu wa GTP-tubulini kwa upolimishaji. Utaratibu huu unahusishwa haraka na mwisho wa microtubules na kuwezesha ukuaji wa microtubules. Baada ya kuingizwa kwa vijisehemu kwenye mikrotubuli, GTP huchangamsha hidrolisisi hadi guanosine diphosphate (GDP), ikitoa nishati. GDP-tubulini haijipinda kwenda nje ikiwa imenaswa kwenye mikrotubu. Microtubules hukua wakati miisho ni thabiti. Walakini, miisho inapoanza kutengana, upanuzi hufanyika. Hii husababisha kutolewa kwa nishati katika vijisehemu vidogo vya tubulini huku miduara ikipungua kwa kasi.
Kukanyaga ni nini?
Kukanyaga hutokea katika nyuzi nyingi za cytoskeleton za seli, hasa katika nyuzi za actin na mikrotubuli. Hii hufanyika wakati urefu wa filamenti moja inakua wakati mwisho mwingine unapungua. Hii husababisha sehemu ya filamenti inayosogea kwenye saitozoli au tabaka. Hiyo pia ni kutokana na kuondolewa kwa subunits za protini mara kwa mara kutoka kwa filaments kwa mwisho mmoja wakati subunits za protini zinaongezwa kutoka mwisho mwingine. Ncha mbili za filamenti ya actin hutofautiana katika kuongeza na kuondolewa kwa subunits. Ncha za kujumlisha zenye mienendo ya haraka zaidi huitwa miisho ya minus, na minus iliyo na mienendo ya polepole inaitwa ncha zilizoelekezwa. Urefu wa filamenti za actin hufanyika wakati G-actin (actin ya bure) inapofunga kwenye ATP. Kwa ujumla, mwisho mzuri unahusishwa na G-actin. Kufunga kwa G-actin katika F-actin hufanyika kwa udhibiti wa mkusanyiko muhimu.
Kielelezo 02: Actin Treadmilling
Mkazo muhimu ni msongamano wa G-actin au mikrotubuli ambayo husalia kwa kiwango cha msawazo bila kukua au kusinyaa. Upolimishaji wa Actin hudhibiti zaidi profilin na cofilin. Profilin ni protini inayofunga actin inayohusika katika ubadilishaji wa nguvu na uundaji upya wa actin. Cofilin ni familia inayofunga actin ya protini inayohusishwa na depolymerization ya haraka ya microfilaments ya actin. Kukanyaga kwa mikrotubuli hutokea wakati ncha moja inapolimishwa huku nyingine ikitengana.
Je, Kuna Ufanano Gani Kati ya Kuyumba kwa Nguvu na Kukanyaga?
- Kuyumba kwa nguvu na kukanyaga ni tabia katika polima za cytoskeletal.
- Zinatokea kwenye mirija midogo.
- Aidha, zote mbili zinahusishwa na hidrolisisi ya nucleoside trifosfati.
- Wanahusika katika ukuaji na kusinyaa kwa nyuzi.
- Zote ni michakato inayoendelea.
- Aidha, zinahitaji nishati.
Nini Tofauti Kati ya Kuyumba kwa Nguvu na Kukanyaga?
Kuyumba kwa nguvu hufanyika katika miduara midogo na hujikusanya na kutengana kwa upande mmoja. Wakati huo huo, treadmilling hutokea katika filaments ya actin na microtubules. Kwa hivyo, hii ndio tofauti kuu kati ya kutokuwa na utulivu wa nguvu na kukanyaga. Zaidi ya hayo, protini kuu inayohusika katika kuyumba kwa nguvu ni tubulin wakati katika kukanyaga, ni actin. Pia, nyukleotidi za GTP hasa hutoa nishati kwa mchakato wa kuyumba kwa nguvu. WHereas, ATP hutoa nishati kwa kukanyaga.
Infografia iliyo hapa chini inawasilisha tofauti kati ya kuyumba kwa nguvu na kukanyaga katika umbo la jedwali kwa kulinganisha ubavu.
Muhtasari – Kutoimarika kwa Nguvu dhidi ya Kukanyaga
Kuyumba kwa nguvu hufanyika katika miduara midogo na hujikusanya na kutengana kwa upande mmoja. Kukanyaga hutokea katika filamenti za actin na microtubules. Kuyumba kwa nguvu huruhusu seli kupanga upya saitoskeletoni haraka inapohitajika. Kukanyaga hutokea katika nyuzi nyingi za cytoskeleton za seli. Sehemu ndogo ya microtubules inakua kwa kasi wakati wengine hupungua; kwa hiyo, hali ya mpito ya haraka ipo wakati wa kutokuwa na utulivu wa nguvu. Wakati wa kukanyaga, urefu wa filamenti moja hurefuka huku mwisho mwingine ukipungua. Kwa hivyo, hii ni muhtasari wa tofauti kati ya kuyumba kwa nguvu na kukanyaga.
