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Lexikon der Biologie: Dynein

Dynein s, ein Motorprotein ( vgl. Abb. ), das als Fortsatz (Dyneinfortsätze oder Dyneinarme) an den Mikrotubuli von Cilien (Abb.) und Geißeln entdeckt wurde. Es besteht aus 2 schweren Ketten mit einer relativen Molekülmasse von über 500 000 und mehreren kleineren Ketten. Je 2 Dyneinarme (ein äußerer und ein innerer) sind an den A-Tubuli der äußeren Mikrotubuli-Dupletts in Reichweite zum jeweils benachbarten Mikrotubulus verankert (Axonema, Abb.). Isoliertes Dynein, besonders aber das mit Actinfilamenten gekoppelte Dynein, zeigt ATPase-Aktivität (Adenosintriphosphatasen). Die wechselseitige Verschiebung von Mikrotubuli, die der Bewegung von Cilien und Geißeln zugrunde liegt, beruht auf ATP-abhängigen, durch die Dyneinarme vermittelten Gleitmechanismen (sliding-filament-Mechanismus). Nach diesem Modell ist die Dyneinfunktion analog zur Funktion von Myosin bei der Muskelkontraktion. Cytoplasmatisches Dynein ist u. a. für den Transport von Partikeln, Vesikeln und Organellen innerhalb der Zelle verantwortlich, wobei sich Dynein entlang von Mikrotubuli bewegt. Der Transport verläuft in Richtung Minus-Ende der Mikrotubuli, beim axonalen Transport daher retrograd (aus der Peripherie zum Zellkörper). Dynein ist damit der Gegenspieler von Kinesin. Die globuläre Kopf-Region des Dyneins enthält die ATP-abhängige, bewegliche Motor-Domäne des Proteins, die Verbindung zur "Ladung" stellt ein weiteres Protein her, das langgestreckte Dynactin. Dynein und Dynein-ähnliche Motorproteine spielen außerdem bei den Bewegungsvorgängen der Mitose eine wichtige Rolle. – Aufgrund ihrer Fähigkeit zum gerichteten Transport können Dyneine auch bei der Morphogenese von Bedeutung sein. Ein besonderes, im Cytoplasma von Säuger-Zellen nachgewiesenes Links-Rechts-Dynein bestimmt die Links-Rechts-Asymmetrie verschiedener Organe. Bei Mutationen in dem entsprechenden Gen werden die Organe zufällig angelegt, so daß z. B. das Herz in 50% der Fälle rechts, der Blinddarm zu 50% links gebildet wird (beim Menschen wird vom Kartagener-Syndrom gesprochen, bei Mäusen sind 2 Mutationen bekannt: inversus viscerum und legless). An Mäusen wurde vor kurzem beobachtet, daß das Links-Rechts-Dynein 8 Tage nach Befruchtung von einer zunächst symmetrischen in eine stark asymmetrische Verteilung übergeht. Wird das Gen für Links-Rechts-Dynein so verändert, daß die ATP-Bindung (und damit die Motorfunktion) des Proteins gestört ist, und werden Mäuse mit diesem Gen transformiert, kommt es erwartungsgemäß zur Zufallsverteilung der Organe, der Phänotyp ähnelt also der inversus-viscerum-Mutante. Cilienlähme-Syndrom, Lokalisierung von mRNA.




Dynein

EM-Aufnahme eines Dynein-Moleküls; die drei Köpfe dieser ATPase treten mit einem benachbarten Mikrotubulus in Wechselwirkung, wodurch Kraft "erzeugt" wird.
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