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.

Motoreiwit "loopt" over microtubulus (bron)

Motoreiwit “loopt” over microtubulus (foto: The inner life of a cell / Harvard University)

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

GEEN LEVEN ZONDER EIWIT
Eiwitten (proteïnen) zijn de werkpaarden van de levende cel. Als nano-robotjes opereren ze volledig autonoom en voeren ze de meest uiteenlopende taken uit. Ze zorgen ervoor dat er energie wordt aangemaakt, ze verteren het eten, ze verlenen de cel stevigheid, ze communiceren met elkaar zodat ze weten wat er buiten en binnen de cellen plaatsvindt. Kortom, vrijwel alle taken die er binnen een cel worden uitgevoerd om een organisme in leven te houden, worden uitgevoerd door eiwitten. Zonder eiwitten is leven onmogelijk. Het DNA van hogere organismen herbergt de genetische informatie voor ongeveer 25.000 genen, waaruit door chemisch-biologische aanpassingen 100.000 verschillende nanorobotjes (eiwitten) kunnen worden gemaakt.
Kinesine en dyneïne bestaan uit twee in elkaar gedraaide motoreiwitten, waardoor er als het ware twee kleine voetjes ontstaan. Deze voetjes kunnen ook echt bewegen. De motorfunctie van het eiwit zorgt ervoor dat ze zich een voor een, om beurten, een stapje verplaatsen, waardoor ze over een rail van microtubuli (buisjes) kunnen lopen. Kinesine en dyneïne kennen echter maar één looprichting. Kinesine loopt altijd van links naar rechts, terwijl dyneïne altijd van rechts naar links loopt. Voor het activeren van dyneïne en kinesine én het juist uitvoeren van het transportwerk is nog een ander soort motoreiwit nodig: dynactine. Zonder het ene motoreiwit functioneert het andere niet!

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.

Voetnoten

  1. http://logos.nl/de-fascinerende-werking-van-een-cel/

LEUK ARTIKEL?
Bent u blij met dit artikel? Het onderhoud en de ontwikkeling van deze website vragen financiële offers. Zou u ons willen steunen met een maandelijkse bijdrage? Dat kan door ons donatieformulier in te vullen of een bijdrage over te schrijven naar NL53 INGB000 7655373 t.n.v. Logos Instituut. Logos Instituut is een ANBI-stichting en dat wil zeggen dat uw gift fiscaal aftrekbaar is.

Peter Borger

Written by en

Peter Borger is één van de grensverleggende wetenschappers binnen de nieuwe biologie. Daarin staat onder meer centraal dat soortenvorming daadwerkelijk plaatsvindt, omdat het genoom daarvoor is geprogrammeerd, maar dat alle verschillende soorten niet allemaal dezelfde voorouder hebben. Ook wordt vanuit deze tak van de biologie duidelijk dat er geen genetische informatie-toename nodig is om nieuwe soorten voort te brengen. Alle informatie om nieuwe soorten te vormen was reeds aanwezig in het genoom vanaf de tijd dat de oervormen werden geschapen.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

 tekens over