Нуклеосома — это структурная часть хромосомы, образованная совместной упаковкой нити ДНК с гистоновыми белками H2А, H2B, H3 и H4. Последовательность нуклеосом, соединенная гистоновым белком H1, формирует нуклеофиламент, или иначе нуклеосомную нить.
Белки́ — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот. Множество их комбинаций определяет большое разнообразие свойств молекул белков. Кроме того, аминокислотные остатки в составе белка часто подвергаются посттрансляционным модификациям, которые могут возникать и до того, как белок начинает выполнять свою функцию, и во время его «работы» в клетке. Часто в живых организмах несколько молекул разных белков образуют сложные комплексы, например фотосинтетический комплекс и другие комплексы.
Цитоскеле́т — это клеточный каркас или скелет, находящийся в цитоплазме живой клетки. Он присутствует во всех клетках эукариот, причём в клетках прокариот обнаружены гомологи всех белков цитоскелета эукариот. Цитоскелет — динамичная, изменяющаяся структура, в функции которой входит поддержание и адаптация формы клетки ко внешним воздействиям, экзо- и эндоцитоз, обеспечение движения клетки как целого, активный внутриклеточный транспорт и клеточное деление.
Веретено́ деле́ния — динамичная структура, которая образуется в митозе и мейозе для обеспечения сегрегации (отделения) хромосом и деления клетки. Типичное веретено является биполярным — между двумя полюсами образуется веретенообразная система микротрубочек. Микротрубочки веретена присоединяются к кинетохорам хроматид в области центромер и обеспечивают движение хромосом по направлению к полюсам.
Актин — глобулярный белок, из которого образованы микрофиламенты — один из основных компонентов цитоскелета эукариотических клеток. Актин состоит из 376 аминокислотных остатков, с молекулярной массой около 42 кДа диаметром 4—9 нм. Имеет 2 формы: мономерную G-актин и полимеризованную форму (F-актин). Вместе с белком миозином образует основные сократительные элементы мышц — актомиозиновые комплексы саркомеров. Присутствует в основном в цитоплазме, но в небольшом количестве также найден в ядре клетки.
Миозин — фибриллярный белок, один из главных компонентов сократительных волокон мышц — миофибрилл. Составляет 40—60 % общего количества мышечных белков. При соединении миозина с другим белком миофибрилл (актином) образуется актомиозин — основной структурный элемент сократительной системы мышц. Другое важное свойство миозина — способность расщеплять аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ). Благодаря АТФ-азной активности миозина, химическая энергия макроэргических связей АТФ превращается в механическую энергию мышечного сокращения. Молекулярная масса миозина около 500 000. При действии протеолитических ферментов миозин распадается на фрагменты — тяжёлый меромиозин и лёгкий меромиозин. С помощью меченного тяжёлого меромиозиона при цитологических исследованиях выявляется местоположение актиновых микрофиламентов в клетке.
Аксоне́ма, или осевая нить жгутика, — сложно организованный цитоскелетный комплекс, составляющий основу ундулиподий или цилий эукариотных клеток.
Микротрубочки — белковые внутриклеточные структуры, входящие в состав цитоскелета.
Реснички — органеллы, представляющие собой тонкие волосковидные структуры на поверхности эукариотических клеток. Длина их может составлять от 3—15 мкм до 2 мм. Могут быть подвижны или нет; неподвижные реснички играют роль рецепторов с помощью которых осуществляется воздействие сигнальных путей на клеточную активность, энергетику, состояния клеточной дифференцировки и развития органов.
Аксо́нный тра́нспорт — это перемещение по аксону нервной клетки различного биологического материала.
Тра́нспортные белки́ — собирательное название большой группы белков, выполняющих функцию переноса различных лигандов как через клеточную мембрану или внутри клетки, так и между различными клетками многоклеточного организма. Транспортные белки могут быть как интегрированными в мембрану, так и водорастворимыми белками, секретируемыми из клетки, находящимися в пери- или цитоплазматическом пространстве, в ядре или органеллах эукариот.
Кинезины — суперсемейство моторных белков эукариотических клеток. Кинезины двигаются по микротрубочкам, используя энергию гидролиза АТФ. Таким образом, кинезины — это тубулин-зависимые АТФазы. Кинезины участвуют в осуществлении различных клеточных функций и процессов, включая митоз, мейоз и везикулярный транспорт — транспорт мембранных пузырьков с грузом (карго), в том числе быстрый аксональный транспорт.
ADF/кофилины — семейство белков, взаимодействующих с актином, важным белком цитоскелета. В геноме человека и мыши имеются три гена кофилинов, которым свойственна высокая эволюционная консервативность:
- CFL1, кодирующий кофилин-1
- CFL2, кодирующий кофилин-2
- DSTN, кодирующий дестрин, также известный как ADF, англ. actin depolymerizing factor — «фактор деполимеризации актина»
Динеины — группа моторных белков, способных перемещаться по поверхности микротрубочек цитоскелета, и трансформирующих химическую энергию, содержащуюся в АТФ, в механическую энергию движения, перенося грузы (cargo) — везикулы, митохондрии и др. Динеины движутся по микротрубочкам от плюс-концов к минус-концам, которые, как правило, закреплены в районе клеточного центра (ЦОМТ).. В аксонах динеины осуществляют ретроградный транспорт. Также динеины бывают задействованы в движении хромосом и влияют на месторасположение веретена деления при делении клетки.
Наномотор — молекулярное устройство, способное преобразовывать энергию в движение. В типичном случае он может создавать силу порядка одного пиконьютона.
Интрафлагеллярный транспорт — специализированный вид внутриклеточного транспорта, ответственный за образование и поддержание структуры и функций цилий.
Молекулярная машина — отдельная молекула или молекулярный комплекс, которая способна осуществлять квазимеханические движения, направленные на совершение полезной работы. Такой термин обычно применяется к молекулам, которые в той или иной мере имитируют работу макромашин. Название широко распространено в нанотехнологии, в которой с целью создания наноассемблера был предложен целый ряд сложных молекулярных машин. В общем случае молекулярные машины можно разделить на две большие категории: искусственные и биологические.
Биологические моторы — моторные белки и белковые комплексы, генерирующие механическое усилие для осуществления движения клеток, внутриклеточного транспорта и других биологических процессов.
Анна Сергеевна Ахманова — российско-нидерландский клеточный биолог. Доктор, профессор Утрехтского университета, член Нидерландской королевской академии наук (2015). Лауреат премии Спинозы (2018).
Кинезин-13 — это одно из 14 семейств моторных белков, кинезинов. Все кинезины локализуются и перемещаются вдоль тубулинового цитоскелета эукариотических клеток используя энергию гидролиза АТФ. Белки семейства Кинезин-13 (Kin-13) являются МТ-дестабилизирующими факторами. Они катализируют отщепление димеров тубулина от конца микротрубочек тем самым укорачивая их. Это принципиально отличает кинезины-13 от большинства кинезинов других семейств задача которых заключается в транспорте веществ вдоль микротрубочек или смещение микротрубочек относительно друг друга. У человека известны четыре кинезина-13 — Kif2A, Kif2B, Kif2C (MCAK) и Kif24, они принимают участие в широком спектре биологических процессов, таких как сборка митотического веретена, сегрегация хромосом, присоединение MT-кинетохор и образование ресничек. Большинство, если не все, из этих важных функций связаны со способностью кинезина-13 деполимеризовать МТ и изменять динамику их полимеризации. У людей с мутациями в гене KIF2A присутствуют аномалии кортикального вращения и микроцефалия, вызывающая фармакорезистентную эпилепсию и умственная отсталость.
