गतिशील अस्थिरता और ट्रेडमिलिंग के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि डायनेमिक अस्थिरता तब होती है जब सूक्ष्मनलिकाएं एक छोर पर इकट्ठा और विघटित होती हैं, जबकि ट्रेडमिलिंग तब होती है जब एक छोर पोलीमराइज़ करता है, और दूसरा छोर विघटित होता है।
सूक्ष्मनलिकाएं गतिशील कोशिकीय बहुलक हैं। वे कई सेलुलर गतिविधियों को नियंत्रित करते हैं जो मानव शरीर के लिए आवश्यक हैं। वे कोशिका विभाजन, समसूत्रण, आसंजन, निर्देशित प्रवास, कोशिका संकेतन, पुटिका और प्रोटीन वितरण प्लाज्मा झिल्ली से आगे और पीछे, पोलीमराइजेशन, और सेलुलर संगठन और सेल आकार के रीमॉडेलिंग हैं। साइटोस्केलेटन में सूक्ष्मनलिकाएं, मध्यवर्ती तंतु और एक्टिन तंतु शामिल हैं।वे बाहरी संकेतों के जवाब में खुद को रीमेक या पुनर्गठित करते हैं जो सेल गतिविधियों को नियंत्रित करते हैं। कई सेलुलर साइटोस्केलेटल फिलामेंट्स में गतिशील अस्थिरता और ट्रेडमिलिंग दो घटनाएं होती हैं।
गतिशील अस्थिरता क्या है?
गतिशील अस्थिरता कोशिकाओं को जरूरत पड़ने पर साइटोस्केलेटन को तेजी से पुनर्गठित करने की अनुमति देती है। सूक्ष्मनलिकाएं में अद्वितीय गतिशील विशेषताएं होती हैं। आम तौर पर, सूक्ष्मनलिकाएं का एक सबसेट तेजी से बढ़ता है जबकि अन्य सिकुड़ते हैं। दो राज्यों के बीच सिकुड़न, वृद्धि और तेजी से संक्रमण के इस संयोजन को गतिशील अस्थिरता कहा जाता है। गतिशील सूक्ष्मनलिकाएं का जीवनकाल सीमित होता है, इसलिए सूक्ष्मनलिकाएं के बंडल मनोरंजन प्रक्रिया में होते हैं। सूक्ष्मनलिकाएं की वृद्धि और सिकुड़न प्रक्रियाएं सक्रिय प्रक्रियाएं हैं और ऊर्जा की खपत करती हैं। यह सूक्ष्मनलिकाएं बदलते परिवेश में तेजी से अनुकूलन करता है। यह उन्हें सेलुलर जरूरतों के जवाब में संरचनात्मक व्यवस्था करने की भी अनुमति देता है।
चित्र 01: गतिशील अस्थिरता
सूक्ष्मनलिकाएं ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट (जीटीपी) से बंधे प्रोटीन ट्यूबुलिन सबयूनिट्स से बनी होती हैं, जो एक ऊर्जा वाहक है। पोलीमराइजेशन के लिए उच्च जीटीपी-ट्यूबुलिन एकाग्रता बनाए रखने के लिए कोशिकाएं ऊर्जा की खपत करती हैं। यह प्रक्रिया तेजी से सूक्ष्मनलिकाएं के सिरों से जुड़ी होती है और सूक्ष्मनलिकाएं के विकास को सुगम बनाती है। सूक्ष्मनलिकाएं में सबयूनिट्स को शामिल करने के बाद, GTP हाइड्रोलाइज होकर ग्वानोसिन डिफॉस्फेट (GDP) में बदल जाता है, जिससे ऊर्जा निकलती है। जीडीपी-ट्यूबुलिन सूक्ष्मनलिकाएं में फंसने के दौरान बाहर की ओर मुड़ती नहीं है। सूक्ष्मनलिकाएं बढ़ती हैं जबकि सिरे स्थिर होते हैं। हालाँकि, जब छोर अलग होने लगते हैं, तो एक विस्तार होता है।इसके परिणामस्वरूप ट्यूबुलिन सबयूनिट्स में एक ऊर्जा रिलीज होती है क्योंकि सूक्ष्मनलिकाएं तेजी से सिकुड़ती हैं।
ट्रेडमिलिंग क्या है?
ट्रेडमिलिंग कई सेलुलर साइटोस्केलेटन फिलामेंट्स में होता है, खासकर एक्टिन फिलामेंट्स और माइक्रोट्यूबुल्स में। यह तब होता है जब एक फिलामेंट की लंबाई बढ़ती है जबकि दूसरा सिरा सिकुड़ता है। इसका परिणाम एक फिलामेंट खंड में होता है जो साइटोसोल या स्ट्रैटम में चलता है। वह भी एक छोर पर तंतु से लगातार प्रोटीन उपइकाइयों को हटाने के कारण होता है जबकि दूसरे छोर से प्रोटीन उपइकाइयों को जोड़ा जाता है। एक्टिन फिलामेंट के दो सिरे सबयूनिट्स को जोड़ने और हटाने में भिन्न होते हैं। तेज गतिकी के साथ समाप्त होने वाले जोड़ को कांटेदार छोर कहा जाता है, और धीमी गति से समाप्त होने वाले ऋण को नुकीले सिरे कहा जाता है। एक्टिन फिलामेंट्स का विस्तार तब होता है जब जी-एक्टिन (फ्री एक्टिन) एटीपी से बंध जाता है। आम तौर पर, सकारात्मक अंत जी-एक्टिन से जुड़ा होता है। एफ-एक्टिन में जी-एक्टिन का बंधन महत्वपूर्ण एकाग्रता के नियमन के साथ होता है।
चित्र 02: एक्टिन ट्रेडमिलिंग
गंभीर एकाग्रता जी-एक्टिन या सूक्ष्मनलिकाएं की एकाग्रता है जो बिना किसी वृद्धि या संकोचन के संतुलन दर पर रहती है। एक्टिन पोलीमराइजेशन आगे प्रोफिलिन और कोफिलिन को नियंत्रित करता है। प्रोफिलिन एक एक्टिन-बाध्यकारी प्रोटीन है जो एक्टिन के गतिशील कारोबार और पुनर्निर्माण में शामिल है। कोफिलिन प्रोटीन का एक एक्टिन-बाध्यकारी परिवार है जो एक्टिन माइक्रोफिलामेंट्स के तेजी से डीपोलाइमराइजेशन से जुड़ा है। सूक्ष्मनलिकाएं की ट्रेडमिलिंग तब होती है जब एक छोर पोलीमराइज़ हो जाता है जबकि दूसरा अलग हो जाता है।
गतिशील अस्थिरता और ट्रेडमिलिंग के बीच समानताएं क्या हैं?
- गतिशील अस्थिरता और ट्रेडमिलिंग साइटोस्केलेटल पॉलिमर में व्यवहार हैं।
- वे सूक्ष्मनलिकाएं में होते हैं।
- इसके अलावा, दोनों न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट हाइड्रोलिसिस से जुड़े हैं।
- वे फिलामेंट्स की वृद्धि और सिकुड़न में शामिल हैं।
- दोनों सक्रिय प्रक्रियाएं हैं।
- इसके अलावा, उन्हें ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
गतिशील अस्थिरता और ट्रेडमिलिंग में क्या अंतर है?
सूक्ष्म नलिकाओं में गतिशील अस्थिरता उत्पन्न होती है और वे एक सिरे पर इकट्ठे और जुदा होते हैं। इस बीच, एक्टिन फिलामेंट्स और सूक्ष्मनलिकाएं में ट्रेडमिलिंग होती है। इस प्रकार, यह गतिशील अस्थिरता और ट्रेडमिलिंग के बीच महत्वपूर्ण अंतर है। इसके अलावा, गतिशील अस्थिरता में शामिल मुख्य प्रोटीन ट्यूबुलिन है जबकि ट्रेडमिलिंग में, यह एक्टिन है।इसके अलावा, जीटीपी-बाध्य न्यूक्लियोटाइड मुख्य रूप से गतिशील अस्थिरता प्रक्रिया के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं। जबकि, एटीपी ट्रेडमिलिंग के लिए ऊर्जा प्रदान करता है।
नीचे दिया गया इन्फोग्राफिक गतिशील अस्थिरता और ट्रेडमिलिंग के बीच अंतर को सारणीबद्ध रूप में साथ-साथ तुलना के लिए प्रस्तुत करता है।
सारांश – गतिशील अस्थिरता बनाम ट्रेडमिलिंग
सूक्ष्म नलिकाओं में गतिशील अस्थिरता उत्पन्न होती है और वे एक सिरे पर एकत्रित और विलीन हो जाती हैं। ट्रेडमिलिंग एक्टिन फिलामेंट्स और सूक्ष्मनलिकाएं में होता है। गतिशील अस्थिरता कोशिकाओं को जरूरत पड़ने पर तेजी से साइटोस्केलेटन को पुनर्गठित करने की अनुमति देती है। ट्रेडमिलिंग कई सेलुलर साइटोस्केलेटन फिलामेंट्स में होता है। सूक्ष्मनलिकाएं का एक उपसमुच्चय तेजी से बढ़ता है जबकि अन्य सिकुड़ते हैं; इसलिए, गतिशील अस्थिरता के दौरान एक तीव्र संक्रमण अवस्था मौजूद होती है। ट्रेडमिलिंग के दौरान, एक फिलामेंट की लंबाई लंबी हो जाती है जबकि दूसरा सिरा सिकुड़ जाता है। तो, यह गतिशील अस्थिरता और ट्रेडमिलिंग के बीच अंतर को सारांशित करता है।
