मोटर प्रोटीन

संचालक प्रोटीन आणविक संचालक का एक वर्ग है जो कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य के साथ आगे बढ़ सकता है। वे एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट के जलीय विश्लेषण द्वारा रासायनिक ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करते हैं। कशाभिका घूर्णन, हालांकि, एक प्रोटॉन पंप द्वारा संचालित होता है।

कोशिका कार्य
कोशिका द्रव्य में प्रोटीन और जल स्फोटिका (जीव विज्ञान) के सबसे सक्रिय परिवहन के पीछे संचालक प्रोटीन प्रेरक शक्ति हैं। किन्सिन और डायनेन्स संरचना अंतःकोशिकीय परिवहन जैसे एक्सोप्लाज्मिक परिवहन और धुरा तंत्र के निर्माण और समसूत्रण और अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान गुणसूत्रों के पृथक्करण में आवश्यक भूमिका निभाते हैं। सिलिया और कशाभिका में पाया जाने वाला एक्सोनेमल डाइनिन, कोशिका की गतिशीलता के लिए महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए शुक्राणु जोज़ा में, और द्रव परिवहन, उदाहरण के लिए श्वासनली में, मांसपेशी प्रोटीन मायोसिन जानवरों में मांसपेशियों के तंतुओं के संकुचन को प्रेरित करता है।

संचालक प्रोटीन दोष से जुड़े रोग
कोशिकाओं में संचालक प्रोटीन का महत्व तब स्पष्ट हो जाता है जब वे अपने कार्य को पूरा करने में विफल हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, किन्सिन की कमी को चारकॉट-मैरी-टूथ रोग और कुछ गुर्दे की बीमारियों के कारण के रूप में पहचाना गया है। डायनेइन की कमी से श्वसन पथ के दीर्घकालिक (चिकित्सीय) संक्रमण हो सकते हैं क्योंकि सिलिया डायनेइन के बिना कार्य करने में विफल रहती है। कई मायोसिन की कमी रोग की स्थिति और आनुवंशिक रोग में अनेक लक्षणों के समावेश से संबंधित हैं। क्योंकि मायोसिन मांसपेशियों के संकुचन के लिए आवश्यक है, मांसपेशियों के मायोसिन में दोष अनुमानित रूप से पेशीविकृति का कारण बनता है। मायोसिन स्टीरियोसिलिया के विकास में अपनी भूमिका के कारण सुनने की प्रक्रिया में आवश्यक है, इसलिए मायोसिन प्रोटीन संरचना में दोष से अशर रोग में अनेक लक्षणों के समावेश और गैर-स्यन्द्रोमिक बहरापन हो सकता है।

साइटोस्केलेटल संचालक प्रोटीन
संचार के लिए कोशिकापंजर का उपयोग करने वाले संचालक प्रोटीन उनके सब्सट्रेट (जैव रसायन) के आधार पर दो श्रेणियों में आते हैं: सूक्ष्मसूत्री या सूक्ष्मनलिकाएं। एक्टिन संचालक्स जैसे कि मायोसिन एक्टिन के साथ बातचीत के माध्यम से सूक्ष्मनलिकाओं के साथ चलते हैं, और डायनेइन और किनेसिन जैसे सूक्ष्मनलिका संचालक्स ट्यूबुलिन के साथ बातचीत के माध्यम से सूक्ष्मनलिकाएं के साथ चलते हैं।

सूक्ष्मनलिका संचालक्स के दो मूल प्रकार हैं: धनात्मक-क्षोर संचालक्स और ऋणात्मक-क्षोर संचालक्स, उस दिशा के आधार पर जिसमें वे कोशिका के भीतर सूक्ष्मनलिका तारों के साथ चलते हैं।

मायोसिन
मायोसिन एक्टिन संचालक प्रोटीन का प्रोटीन अधिकुल है जो एटीपी (एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट) के रूप में रासायनिक ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, इस प्रकार बल और गति उत्पन्न करता है। सबसे पहले पहचाना गया मायोसिन, मायोसिन॥, पेशी संकुचन उत्पन्न करने के लिए उत्तरदायी है। मायोसिन॥ एक लम्बी प्रोटीन है जो दो भारी श्रृंखलाओं से संचालक सिरे और दो हल्की श्रृंखलाओं से बनती है। प्रत्येक मायोसिन सिरे में एक्टिन और एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट अनिवार्य साइट होती है। मायोसिन सिरे एटीपी को बांधते और जलापघटन करते हैं, जो एक्टिन सूत्र के धनात्मक अंत की ओर चलने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। कोशिका विभाजन की प्रक्रिया में मायोसिन॥ भी महत्वपूर्ण हैं। उदाहरण के लिए, गैर-मांसपेशी मायोसिन॥ द्विध्रुवी मोटे तंतु कोशिका विभाजन में कोशिकाद्रव्‍य का दो भागों में अलग-अलग हो जाने के दौरान कोशिका को दो संतति कोशिकाओं में विभाजित करने के लिए आवश्यक संकुचन बल प्रदान करते हैं। मायोसिन॥ के अतिरिक्त, कई अन्य प्रकार के मायोसिन गैर-पेशी कोशिकाओं के विभिन्न प्रकार के संचलन के लिए उत्तरदायी हैं। उदाहरण के लिए, मायोसिन अंतःकोशिकीय संगठन और कोशिका की सतह पर एक्टिन-समृद्ध संरचनाओं के फलाव में सम्मिलित है। मायोसिन वी पुटिका और कोशिकांग पारिवहन में सम्मिलित है। मायोसिन ग्यारह कोशिकाद्रव्यी प्रवाह में सम्मिलित है, जिसमें कोशिका में सूक्ष्मसूत्र नेटवर्क के साथ संचार कोशिकांग और कोशिका द्रव्य को एक विशेष दिशा में प्रवाह करने की अनुमति देता है। मायोसिन के अठारह विभिन्न वर्ग ज्ञात हैं।

मायोसिन संचालक्स का जीनोमिक प्रतिनिधित्व:
 * कवक (खमीर) : 5
 * पौधे (अरबीडोफिसिस ): 17
 * कीट (ड्रोसोफिला) : 13
 * स्तनधारी (मानव): 40
 * क्रोमाडोरिया (सूत्रकृमि सी। एलिगेंस): 15

काइन्सिन
काइन्सिन संबंधित संचालक प्रोटीन का किन्सिन अधिकुल है जो अग्रगामी संचार में एक सूक्ष्मनलिका रास्ते का उपयोग करता है। वे कोशिका विभाजन के दौरान कोश-विश्लेषण संबंधी और अर्धसूत्रीविभाजन गुणसूत्र पृथक्करण में धुरा गठन के लिए महत्वपूर्ण हैं यूकेरियोटिक कोशिका कोशिकाओं के भीतर सूत्रकणिका, गोल्गी निकायों और जल स्फोटिकाओं (जीव विज्ञान) को बंद करने के लिए भी उत्तरदयी हैं। काइन्सिन में प्रति सक्रिय संचालक में दो भारी श्रृंखलाएँ और दो हल्की श्रृंखलाएँ होती हैं। भारी जंजीरों में दो गोलाकार सिरे संचालक कार्यक्षेत्र एटीपीजलीय विश्लेषण की रासायनिक ऊर्जा को सूक्ष्मनलिकाएं के साथ स्थानांतरित करने के लिए यांत्रिक कार्य में परिवर्तित कर सकते हैं। काइन्सिन के प्रकार के आधार पर, जिस दिशा में नौभार को ले जाया जाता है वह धनात्मक अंत या ऋणात्मक-अंत की ओर हो सकता है। सामान्यत:, एन-टर्मिनल संचालक कार्यक्षेत्र वाले काइन्सिन अपने नौभार को कोशिका परिधि में स्थित सूक्ष्मनलिकाएं के धनात्मक सिरों की ओर ले जाते हैं, जबकि सी-टर्मिनल संचालक कार्यक्षेत्र वाले किनेसिन नौभार को नाभिक में स्थित सूक्ष्मनलिकाएं के ऋणात्मक सिरों की ओर ले जाते हैं। चौदह अलग-अलग किन्सिन परिवार ज्ञात हैं, कुछ अतिरिक्त किन्सिन जैसे प्रोटीन जिन्हें इन परिवारों में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है।

किनेसिन संचालक्स का जीनोमिक प्रतिनिधित्व:


 * कवक (खमीर) : 6
 * पौधे (अरबिडॉप्सिस थालियाना): 61
 * कीड़े (ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर): 25
 * स्तनधारी (मानव): 45

डायनेन
डायनेन्स सूक्ष्मनलिका संचालक्स हैं जो एक प्रतिगामी फिसलन संचार में सक्षम हैं। डायनेन जटिल किन्सिन और मायोसिन संचालक्स की तुलना में बहुत बड़े और अधिक जटिल हैं। डायनेन्स दो या तीन भारी श्रृंखलाओं और संबंधित प्रकाश श्रृंखलाओं की एक बड़ी और परिवर्तनशील संख्या से बने होते हैं। डायनेन्स अंत:कोशकीय परिवहन को सूक्ष्मनलिकाएं के ऋणात्मक-अंत की ओर ले जाते हैं जो नाभिक के पास सूक्ष्मनलिका आयोजन केंद्र में स्थित होता है। डायनेइन परिवार की दो प्रमुख शाखाएँ हैं। एक्सोनेमल डायनेन्स सूक्ष्मनलिकाएं के तेजी से और कुशल फिसलन संचार द्वारा सिलिया और फ्लैगेल्ला की पिटाई की सुविधा प्रदान करते हैं। एक अन्य शाखा कोशिकाद्रव्यी डायनेन्स है जो अंत:कोशकीय नौभार के परिवहन की सुविधा प्रदान करती है। 15 प्रकार के एक्सोनेमल डायनिन की तुलना में, केवल दो कोशिकाद्रव्यी रूप ज्ञात हैं।

डायनेन संचालक्स का जीनोमिक प्रतिनिधित्व:


 * कवक (खमीर) : 1
 * पौधे (अरबिडोप्सिस थालियाना): 0
 * कीड़े (ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर): 13
 * स्तनधारी (मानव): 14-15

पौधे - विशिष्ट संचालक्स
जानवरों, कवक और गैर-संवहनी पौधों के विपरीत, फूल वाले पौधों की कोशिकाओं में डायनेइन संचालक्स की कमी होती है। हालाँकि, उनमें बड़ी संख्या में विभिन्न किन्सिन होते हैं। इनमें से कई पादप-विशिष्ट किन्सिन समूह पादप कोशिका समसूत्रण के दौरान कार्यों के लिए विशिष्ट हैं। पादप कोशिकाएँ जंतु कोशिकाओं से भिन्न होती हैं क्योंकि उनमें एक कोशिका भित्ति होती है। कोश-विश्लेषण के दौरान, कोशिका के केंद्र में शुरू होने वाली कोशिका की थाली के गठन से नई कोशिका दीवार का निर्माण होता है। इस प्रक्रिया को फ्रैग्मोप्लास्ट द्वारा सुगम किया जाता है, एक सूक्ष्मनलिका सरणी जो पौधे कोशिका समसूत्रण के लिए अद्वितीय है। कोशिका प्लेट के निर्माण और अंततः नई कोशिका दीवार के लिए किनेसिन जैसे संचालक प्रोटीन की आवश्यकता होती है।

पादप कोशिका विभाजन के लिए आवश्यक एक अन्य संचालक प्रोटीन काइन्सिन-जैसे शांतोडुलिन-अनिवार्य प्रोटीन (केसीबिपी) है, जो पौधों और भाग किन्सिन और भाग मायोसिन के लिए अद्वितीय है।

अन्य आणविक संचालक्स
उपरोक्त संचालक प्रोटीन के अतिरिक्त, कई और प्रकार के प्रोटीन हैं जो कोशिका में बल और टॉर्कः उत्पन्न करने में सक्षम हैं। इनमें से कई आणविक संचालक्स प्राक्केंद्रकी और यूकेरियोट दोनों कोशिकाओं में सर्वव्यापी हैं, हालांकि कुछ, जैसे कि कोशिकापंजर तत्वों या स्नायु से जुड़े, यूकेरियोट्स के लिए अद्वितीय हैं। संचालक प्रोटीन ऋृण, स्तनधारी कर्णावर्त बाहरी बालों की कोशिकाओं में व्यक्त, कर्णावर्त में यांत्रिक प्रवर्धन उत्पन्न करता है। यह एक प्रत्यक्ष विद्युत दाब-से-बल रूपान्तरित है, जो माइक्रोसेकंड दर पर संचालित होता है और इसमें दाब विद्युत् गुण होते हैं।

यह भी देखें

 * एटीपी सिंथेज़
 * साइटोस्केलेटन
 * प्रोटीन गतिकी

बाहरी संबंध

 * MBInfo - What are Motor Proteins?
 * Ron Vale's Seminar: "Molecular Motor Proteins"
 * Biology of Motor ProteinsInstitute for Biophysical Chemistry, Göttingen
 * Jonathan Howard (2001), Mechanics of motor proteins and the cytoskeleton. ISBN 9780878933334