Una kinesina è una proteina motoria, o una proteina che è in grado di muoversi su alcune superfici cellulari. In particolare, le kinesine sono in grado di “camminare” lungo i microtubuli, strutture proteiche simili a filamenti all’interno delle cellule che sono coinvolte in una varietà di processi cellulari, che vanno dalla divisione cellulare al trasporto di componenti all’interno delle cellule. Il processo di movimento della chinesina richiede energia che viene fornita attraverso l’idrolisi chimica dell’adenosina trifosfato (ATP), una molecola ricca di energia che alimenta molti processi cellulari. Le kinesine che si muovono lungo i microtubuli sono responsabili di processi come il trasporto di carichi cellulari e la separazione delle cellule figlie nella divisione cellulare.
Mentre ci sono molti diversi tipi di kinesine, tendono tutti ad essere relativamente simili sia nella struttura che nella funzione. Una kinesina è generalmente composta da vari domini proteici che formano due domini motori globulari alla “testa” della proteina e una “coda” a spirale arrotolata. La regione della testa si attacca a un microtubulo e si ritiene che “cammini” in una direzione lungo la sua lunghezza posizionando una regione motrice di fronte all’altra e ripetendola. La regione della “coda” si attacca a una qualche forma di carico cellulare o ad una superficie cellulare per trasportare un componente cellulare in una posizione diversa o per manipolare la cellula stessa durante la divisione cellulare.
I diversi organismi tendono ad avere una varietà di diversi tipi di kinesine. Gli esseri umani hanno circa 45 diverse kinesine mentre C. elegans, un nematode comunemente usato come organismo modello per esperimenti biologici, ha 16. Diversi tipi di kinesine possono avere diverse regioni motorie, regioni di coda di diversa lunghezza o una qualsiasi di un’ampia varietà di altre lievi differenze.
La caratteristica più importante della kinesina è la sua capacità di “camminare” lungo i microtubuli. I microtubuli sono di natura polare, nel senso che hanno estremità distinte più e meno. La maggior parte delle kinesine sono in grado di “camminare” solo verso l’estremità positiva di un microtubulo, sebbene almeno un tipo sia in grado di spostarsi verso l’estremità negativa. Le estremità positive dei microtubuli tendono ad estendersi lontano dal centro della cellula, quindi la maggior parte del trasporto condotto dalle kinesine è verso il bordo della cellula.
L’esatto meccanismo con cui una kinesina è in grado di muoversi lungo la lunghezza di un microtubulo non è completamente compreso, sebbene siano state proposte più teorie. La teoria più diffusa è il meccanismo “mano nella mano”, in cui la kinesina si muove come se stesse camminando lungo il microtubulo, posizionando una regione motoria di fronte all’altra. Un’altra teoria meno popolare è che la kinesina si muove come un verme – una delle sue regioni motorie conduce sempre mentre l’altra segue.