Stap voor stap loopt hij over een buis. Onverstoorbaar en doelgericht. Soms loopt hij ondersteboven. Toch valt hij er nooit af. Hij heeft een enorme container op sleeptouw; een bol die vele malen groter is dan hijzelf. Handen heeft hij niet nodig. De container zit stevig aan hem vastgekoppeld. En het lopen gaat automatisch, motor gestuurd. In de verte lopen er nog een paar. Het zijn motoreiwitten.
Dyneïne behoort tot een groep van ongeveer vijftig eiwitten, die tot de categorie ‘motoreiwitten’ worden gerekend. Motoreiwitten zijn echte duizendpoten. Ze vervullen heel uiteenlopende functies binnen het organisme. Zo zorgen ze ervoor dat spieren zich kunnen samentrekken en ontspannen. Ze zijn onmisbaar voor het gehoor en de celdeling. Bovendien maken ze de afvoer van slijm vanuit de longen mogelijk door de ritmisch bewegende luchtwegtrilhaartjes (cilia). En niet te vergeten, ze helpen bij het vormgeven van herinneringen door de aanleg van ‘geheugenkanaaltjes’ in de hersenen. Overal waar een kracht nodig is om iets te bewegen of waar iets getransporteerd moet worden, zijn deze motoreiwitten te vinden. De best bestudeerde motoreiwitten zijn myosine (in de spieren), kinesine en dyneïne (beide voor transport in de cel).
Kop en staart
Motoreiwitten bestaan uit een kop- en een staartgedeelte. De kop herbergt de eigenlijke motor en verbruikt energie (net als door mensen ontworpen motors dus). Maar ze gebruiken geen benzine of elektriciteit. In plaats daarvan gebruiken ze biologisch-chemische energie: ATP. Door een voortdurende stroom van ATP-moleculen, beweegt het kopgedeelte van het motoreiwit van voor naar achteren en kan het over een moleculaire rail lopen. In spieren bestaat deze rail uit actine-eiwitten en heet het motoreiwit myosine. Spiervezels bestaan uit hele reeksen in elkaar gedraaide myosine-motoreiwitten, waardoor microscopische bundeltjes ontstaan. Vele kleine spiervezeltjes samen vormen dan de spieren. Als ontelbare microscopische ‘myosinekopjes’ over zo’n actine-rail bewegen, wordt de spier aangespannen.
Staart
Aan de andere kant van het motoreiwit, de ‘staartzijde’, bevinden zich ankerplaatsen waar van alles aan kan worden gekoppeld. Het myosine in de spieren kan daar steeds aan andere myosine-eiwitten vastkoppelen en zo spierbundeltjes vormen. Andere motoreiwitten, zoals kinesine en dyneïne, hebben aan de staartzijde bindingsplaatsen voor vesikels. Veel van die vesikels zijn kleine containers (of: zakjes) die gevuld zijn met waardevolle biologische moleculen. Over buisvormige eiwitstructuren (microtubuli) kunnen die dan getransporteerd worden, voortgetrokken door dyneïne- of kinesinemannetjes. Het staartgedeelte bepaalt dus welke soort last er wordt aangekoppeld en of er grotere, complexe structuren, zoals spiervezels, worden gevormd.
Kinesine en dyneïne
Ongekend ontwerp
Nanotechnologen zouden graag willen dat ze nano-robotjes zoals het dyneïnemannetje kunnen ontwerpen. Stel je voor dat je een minuscuul robotje kunt maken met allerlei handige eigenschappen, bijvoorbeeld om heel doelgericht een medicijn af te leveren in het lichaam. Of om heel specifiek een kankercel te herkennen en hem te doden! Het is geen wonder dat wetenschapppers heel veel onderzoek doen naar de eigenschappen van nanomachientjes. Ze willen ze namelijk zelf graag ook ontwerpen en bouwen. De grote vraag is echter: hoe ontstonden de dyneïnemannetjes? Zijn ze een product van geselecteerde, willekeurige genetische foutjes? Of is hun ontwerp afkomstig uit het brein van een meesterontwerper? Ga maar eens het onderstaande linkjes openen dan zie je hoe complex een levende cel in elkaar zit, misschien zie je het dyneïnemannetje ook nog wel.1
Dit artikel is met toestemming overgenomen uit Weet Magazine. De volledige bronvermelding luidt: Borger, P., 2011, Minuscule krachtpatsers. Maak kennis met de motoreiwitten in je lichaam, Weet Magazine 9: 20-21.
