Motor protein
मोटर प्रोटीन आणविक मोटरों का एक वर्ग है जो कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य के साथ आगे बढ़ सकते हैं। वे ए. टी. पी. के हाइड्रोलिसिस द्वारा रासायनिक ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करते हैं। फ्लैगेलर रोटेशन, हालांकि, एक प्रोटॉन पंप द्वारा संचालित होता है। कोशिकीय कार्य मोटर प्रोटीन कोशिका द्रव्य में प्रोटीन और पुटिकाओं के सबसे सक्रिय परिवहन के पीछे प्रेरक शक्ति हैं। काइनेसिन और साइटोप्लाज्मिक डाइनिन अंतःकोशिकीय परिवहन जैसे अक्षतन्तु परिवहन और स्पिंडल उपकरण के निर्माण और माइटोसिस और अर्धसूत्रीविच्छेदन के दौरान गुणसूत्रों के पृथक्करण में आवश्यक भूमिका निभाते हैं। सिलिया और फ्लैजेला में पाया जाने वाला एक्सोनेमल डाइनिन, कोशिका गतिशीलता के लिए महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए शुक्राणुओं में, और तरल परिवहन, उदाहरण के लिए श्वासनली में। मांसपेशियों का प्रोटीन मायोसिन जानवरों में मांसपेशियों के तंतुओं के संकुचन को "मोटर" करता है। मोटर प्रोटीन दोषों से जुड़े रोग कोशिकाओं में मोटर प्रोटीन का महत्व तब स्पष्ट हो जाता है जब वे अपने कार्य को पूरा करने में विफल रहते हैं। उदाहरण के लिए, काइनेसिन की कमी को चार्कोट-मैरी-टूथ रोग और कुछ गुर्दे की बीमारियों के कारण के रूप में पहचाना गया है। डायनेइन की कमी से श्वसन पथ के दीर्घकालिक संक्रमण हो सकते हैं क्योंकि सिलिया डायनेइन के बिना काम करने में विफल रहता है। कई मायोसिन की कमी रोग की स्थिति और आनुवंशिक सिंड्रोम से संबंधित हैं। चूँकि मायोसिन II मांसपेशियों के संकुचन के लिए आवश्यक है, मस्कुलर मायोसिन में दोष अनुमानित रूप से मायोपैथी का कारण बनते हैं। श्रवण की प्रक्रिया में मायोसिन आवश्यक है क्योंकि स्टीरियोसिलिया के विकास में इसकी भूमिका है इसलिए मायोसिन प्रोटीन संरचना में दोष अशर सिंड्रोम और गैर-सिंड्रोमिक बहरापन का कारण बन सकता है। साइटोस्केलेटल मोटर प्रोटीन गति के लिए साइटोस्केलेटन का उपयोग करने वाले मोटर प्रोटीन अपने सब्सट्रेट के आधार पर दो श्रेणियों में आते हैंः माइक्रोफिलामेंट्स या माइक्रोट्यूबुल्स। मायोसिन जैसे एक्टिन मोटर्स एक्टिन के साथ बातचीत के माध्यम से माइक्रोफिलामेंट्स के साथ चलते हैं, और डायनिन और किनेसिन जैसे माइक्रोट्यूबुल मोटर्स ट्यूबलिन के साथ बातचीत के माध्यम से माइक्रोट्यूबुल्स के साथ चलते हैं। दो बुनियादी प्रकार के माइक्रोट्यूब्यूल मोटर होते हैंः प्लस-एंड मोटर और माइनस-एंड मोटर, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वे सेल के भीतर माइक्रोट्यूब्यूल केबल के साथ किस दिशा में चलते हैं। एक्टिन मोटर मायोसिन एक्टिन मोटर प्रोटीन का एक सुपर फैमिली है जो रासायनिक ऊर्जा को ए. टी. पी. के रूप में यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, इस प्रकार बल और गति उत्पन्न करता है। पहला पहचाना गया मायोसिन, मायोसिन II, मांसपेशियों के संकुचन के लिए जिम्मेदार है। मायोसिन II एक लंबा प्रोटीन है जो मोटर हेड और दो हल्की श्रृंखलाओं के साथ दो भारी श्रृंखलाओं से बनता है। प्रत्येक मायोसिन सिर में एक्टिन और ए. टी. पी. बाइंडिंग साइट होती है। मायोसिन सिर ए. टी. पी. को बांधते हैं और हाइड्रोलाइज करते हैं, जो एक एक्टिन फिलामेंट के प्लस एंड की ओर चलने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। कोशिका विभाजन की प्रक्रिया में मायोसिन II भी महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, गैर-मांसपेशी मायोसिन II द्विध्रुवी मोटे तंतु साइटोकिनेसिस के दौरान कोशिका को दो बेटी कोशिकाओं में विभाजित करने के लिए आवश्यक संकुचन बल प्रदान करते हैं। मायोसिन II के अलावा, कई अन्य मायोसिन प्रकार गैर-मांसपेशी कोशिकाओं की विभिन्न प्रकार की गति के लिए जिम्मेदार हैं। उदाहरण के लिए, मायोसिन अंतःकोशिकीय संगठन और कोशिका की सतह पर एक्टिन-समृद्ध संरचनाओं के फलने-फूलने में शामिल है। मायोसिन वी पुटिका और ऑर्गेनेल परिवहन में शामिल है। मायोसिन XI साइटोप्लाज्मिक स्ट्रीमिंग में शामिल है, जिसमें कोशिका में माइक्रोफिलामेंट नेटवर्क के साथ गति ऑर्गेनेल और साइटोप्लाज्म को एक विशेष दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देती है। मायोसिन के अठारह अलग-अलग वर्ग ज्ञात हैं। मायोसिन मोटरों का जीनोमिक प्रतिनिधित्वः कवक (खमीर): 5 पौधे (अरबीडोप्सिस): 17 कीट (ड्रोसोफिला): 13 स्तनधारी (मानव): 40 क्रोमाडोरिया (नेमाटोड सी. एलिगेंस): 15 माइक्रोट्यूबुल मोटर किनेसिन संबंधित मोटर प्रोटीनों का एक सुपर फैमिली है जो एंटेरोग्रेड आंदोलन में माइक्रोट्यूबुल ट्रैक का उपयोग करते हैं। वे कोशिका विभाजन के दौरान माइटोटिक और मेयोटिक गुणसूत्र पृथक्करण में कताई गठन के लिए महत्वपूर्ण हैं और यूकेरियोटिक कोशिकाओं के भीतर माइटोकॉन्ड्रिया, गोल्गी निकायों और पुटिकाओं को बंद करने के लिए भी जिम्मेदार हैं। काइनेसिन में प्रति सक्रिय मोटर दो भारी जंजीर और दो हल्की जंजीर होती हैं। भारी श्रृंखलाओं में दो गोलाकार सिर मोटर क्षेत्र ए. टी. पी. हाइड्रोलिसिस की रासायनिक ऊर्जा को सूक्ष्म नलिकाओं के साथ आगे बढ़ने के लिए यांत्रिक कार्य में परिवर्तित कर सकते हैं। किनेसिन के प्रकार के आधार पर माल को जिस दिशा में ले जाया जाता है, वह प्लस-एंड या माइनस-एंड की ओर हो सकता है। सामान्य तौर पर, एन-टर्मिनल मोटर डोमेन वाले काइनेसिन अपने माल को कोशिका परिधि में स्थित माइक्रोट्यूब्यूल के प्लस छोर की ओर ले जाते हैं, जबकि सी-टर्मिनल मोटर डोमेन वाले काइनेसिन माल को नाभिक में स्थित माइक्रोट्यूब्यूल के माइनस छोर की ओर ले जाते हैं। चौदह अलग-अलग किनेसिन परिवार ज्ञात हैं, जिनमें कुछ अतिरिक्त किनेसिन जैसे प्रोटीन हैं जिन्हें इन परिवारों में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है। काइनेसिन मोटरों का जीनोमिक प्रतिनिधित्वः कवक (खमीर): 6 पौधे (अरबीडोप्सिस थालियाना): 61 कीट (ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर): 25 स्तनधारी (मानव): 45 डाइनिन डाइनिन माइक्रोट्यूबुल मोटर हैं जो एक प्रतिगामी फिसलन गति में सक्षम हैं। डाइनिन कॉम्प्लेक्स काइनेसिन और मायोसिन मोटर की तुलना में बहुत बड़े और अधिक जटिल होते हैं। डायनिन दो या तीन भारी श्रृंखलाओं और बड़ी और परिवर्तनीय संख्या में संबद्ध प्रकाश श्रृंखलाओं से बने होते हैं। डायनिन अंतःकोशिकीय परिवहन को सूक्ष्मनलिकाओं के ऋणात्मक छोर की ओर ले जाता है जो नाभिक के पास सूक्ष्मनलिका संगठन केंद्र में स्थित होता है। डायनिन परिवार की दो प्रमुख शाखाएँ हैं। एक्सोनेमल डाइनिन सूक्ष्म नलिकाओं के तेजी से और कुशल स्लाइडिंग आंदोलनों द्वारा सिलिया और फ्लैजेला की धड़कन को सुविधाजनक बनाते हैं। एक अन्य शाखा साइटोप्लाज्मिक डाइनिन है जो इंट्रासेल्युलर कार्गो के परिवहन की सुविधा प्रदान करती है। 15 प्रकार के एक्सोनेमल डाइनिन की तुलना में, केवल दो साइटोप्लाज्मिक रूप ज्ञात हैं। डाइनिन मोटरों का जीनोमिक प्रतिनिधित्वः कवक (खमीर): 1 पौधे (अरबीडोप्सिस थालियाना): 0 कीट (ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर): 13 स्तनधारी (मानव): 14-15 पौधे-विशिष्ट मोटर जानवरों, कवक और गैर-संवहनी पौधों के विपरीत, फूलों के पौधों की कोशिकाओं में डाइनिन मोटरों की कमी होती है। हालाँकि, उनमें बड़ी संख्या में विभिन्न काइनेसिन होते हैं। इनमें से कई पादप-विशिष्ट काइनेसिन समूह पादप कोशिका माइटोसिस के दौरान कार्यों के लिए विशिष्ट हैं। पादप कोशिकाएँ पशु कोशिकाओं से भिन्न होती हैं क्योंकि उनमें एक कोशिका भित्ति होती है। माइटोसिस के दौरान, कोशिका के केंद्र में शुरू होने वाली कोशिका प्लेट के निर्माण से नई कोशिका भित्ति का निर्माण होता है। इस प्रक्रिया को एक फ्रैग्मोप्लास्ट द्वारा सुगम बनाया जाता है, जो एक माइक्रोट्यूबुल सरणी है जो पादप कोशिका माइटोसिस के लिए अद्वितीय है। कोशिका प्लेट के निर्माण और अंततः नई कोशिका भित्ति के लिए किनेसिन जैसे मोटर प्रोटीन की आवश्यकता होती है। पादप कोशिका विभाजन के लिए आवश्यक एक अन्य मोटर प्रोटीन काइनेसिन-जैसे कैलमोडुलिन-बाइंडिंग प्रोटीन (केसीबीपी) है, जो पौधों और आंशिक काइनेसिन और आंशिक मायोसिन के लिए अद्वितीय है। अन्य आणविक मोटर ऊपर दिए गए मोटर प्रोटीन के अलावा, कई और प्रकार के प्रोटीन हैं जो कोशिका में बल और टोक़ उत्पन्न करने में सक्षम हैं। इनमें से कई आणविक मोटर प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक दोनों कोशिकाओं में सर्वव्यापी हैं, हालांकि कुछ, जैसे कि साइटोस्केलेटल तत्वों या क्रोमैटिन से जुड़े, यूकेरियोट्स के लिए अद्वितीय हैं। मोटर प्रोटीन प्रेस्टिन, स्तनधारी कोक्लियर बाहरी बाल कोशिकाओं में व्यक्त किया जाता है, जो कोक्लिया में यांत्रिक प्रवर्धन पैदा करता है। यह एक प्रत्यक्ष वोल्टेज-से-बल कनवर्टर है, जो माइक्रोसेकंड दर पर काम करता है और इसमें पीजोइलेक्ट्रिक गुण होते हैं। ए. टी. पी. सिंथेस साइटोस्केलेटन प्रोटीन डायनामिक्स संदर्भ भी देखें बाहरी लिंक एम. बी. आई. एन. एफ. ओ-मोटर प्रोटीन क्या हैं? रॉन वेल का सेमिनारः "मॉलिक्यूलर मोटर प्रोटीन" बायोलॉजी ऑफ मोटर प्रोटीन इंस्टीट्यूट फॉर बायोफिजिकल केमिस्ट्री, गोटिंगन जोनाथन हॉवर्ड (2001), मैकेनिक्स ऑफ मोटर प्रोटीन एंड द साइटोस्केलेटन। कोशिका आंदोलन आणविक मशीनें