Ein Kinesin ist ein Motorprotein oder ein Protein, das sich auf einigen Zelloberflächen bewegen kann. Kinesine sind insbesondere in der Lage, entlang von Mikrotubuli, filamentartigen Proteinstrukturen innerhalb von Zellen, zu „laufen“, die an einer Vielzahl von zellulären Prozessen beteiligt sind, die von der Zellteilung bis zum Transport von Komponenten innerhalb von Zellen reichen. Der Prozess der Kinesinbewegung erfordert Energie, die durch die chemische Hydrolyse von Adenosintriphosphat (ATP) bereitgestellt wird, einem energiereichen Molekül, das viele zelluläre Prozesse antreibt. Kinesine, die sich entlang von Mikrotubuli bewegen, sind für Prozesse wie den zellulären Frachttransport und die Trennung von Tochterzellen bei der Zellteilung verantwortlich.
Obwohl es viele verschiedene Arten von Kinesinen gibt, sind sie alle in Struktur und Funktion relativ ähnlich. Ein Kinesin besteht im Allgemeinen aus verschiedenen Proteindomänen, die zwei globuläre motorische Domänen am „Kopf“ des Proteins und einen Coiled-Coil-„Schwanz“ bilden. Die Kopfregion haftet an einem Mikrotubulus und es wird angenommen, dass sie entlang ihrer Länge in eine Richtung „geht“, indem eine motorische Region vor die andere gelegt und wiederholt wird. Die „Schwanz“-Region heftet sich an irgendeine Form von Zellfracht oder an eine Zelloberfläche, um eine Zellkomponente an einen anderen Ort zu transportieren oder die Zelle selbst während der Zellteilung zu manipulieren.
Verschiedene Organismen neigen dazu, eine Vielzahl von verschiedenen Arten von Kinesinen zu haben. Menschen haben ungefähr 45 verschiedene Kinesine, während C. elegans, ein Nematode, der häufig als Modellorganismus für biologische Experimente verwendet wird, 16 hat. Verschiedene Arten von Kinesinen können unterschiedliche motorische Regionen, Schwanzregionen unterschiedlicher Länge oder eine Vielzahl anderer aufweisen leichte Unterschiede.
Die wichtigste Eigenschaft von Kinesin ist seine Fähigkeit, entlang von Mikrotubuli zu „laufen“. Mikrotubuli sind von Natur aus polar, was bedeutet, dass sie unterschiedliche Plus- und Minusenden haben. Die meisten Kinesine können nur zum Plus-Ende eines Mikrotubulus „laufen“, obwohl mindestens ein Typ in der Lage ist, sich zum Minus-Ende zu bewegen. Die positiven Enden der Mikrotubuli neigen dazu, sich von der Mitte der Zelle weg zu erstrecken, so dass der größte Teil des von Kinesinen durchgeführten Transports zum Rand der Zelle hin erfolgt.
Der genaue Mechanismus, durch den sich ein Kinesin entlang eines Mikrotubulus bewegen kann, ist nicht vollständig verstanden, obwohl mehrere Theorien vorgeschlagen wurden. Die am weitesten verbreitete Theorie ist der „Hand-über-Hand“-Mechanismus, bei dem sich das Kinesin wie auf dem Mikrotubulus bewegt und eine motorische Region vor die andere setzt. Eine andere weniger populäre Theorie besagt, dass sich das Kinesin wie ein Inchworm bewegt – eine seiner motorischen Regionen führt immer, während die andere folgt.