Microtubules

Nous vous parlons des microtubules, l'un des trois filaments du cytosquelette, nous expliquons des aspects de sa structure et de ses principales fonctions cellulaires

Les microtubules sont des filaments de protéines composés de différentes sous-unités Dímeros de la protéine de tubuline globulaire

Que sont les microtubules?

Les microtubules Ils sont l'un des trois types de filaments qui constituent le cytosquelette des cellules eucaryotes. Ce sont des polymères de différentes sous-unités d'une protéine globulaire appelée Tubuline Et ils ont beaucoup de fonctions dans les cellules.

Le cytosquelette est un réseau dynamique et complexe de filaments de protéines qui occupe une partie importante de l'intérieur cellulaire et qui donne aux cellules des cellules de stabilité structurelles et fonctionnelles.

Il est formé par trois types différents de filaments de protéines: les microfilaments d'actine, les filaments intermédiaires et les microtubules.

Les microfilaments sont des polymères d'une protéine globulaire appelée Actine et les filaments intermédiaires sont formés des protéines fibreuses de différents types en fonction du tissu et / ou du type de cellule en question, tandis que les microtubules sont formés par des sous-unités de la protéine globulaire Tubuline.

Les microtubules sont les plus épais et les plus complexes des trois filaments du cytosquelette. Ils aident les cellules à acquérir leur forme et leur polarité, pour se diviser et se différencier, pour transporter des molécules à travers leur intérieur et se déplacer ou se déplacer d'un endroit à un autre.

Loin d'être des structures simples et statiques, les microtubules sont extrêmement dynamiques et complexes, et les cellules ont plusieurs populations de microtubules pour effectuer certaines tâches.

Certains microtubules sont constamment réorganisés grâce à leur polymérisation et à leur dépolimérisation (dépend généralement de l'énergie contenue dans les liaisons molécules telles que le GTP), tandis que d'autres sont plus stables, comme celles qui forment des cils, des flagelles et des axones, par exemple.

Fonctions des microtubules

Les microtubules ont un rôle fondamental dans la stabilité structurelle et la dynamique fonctionnelle des cellules eucaryotes.

Ils participent à des processus aussi divers que la mobilité, la communication et la structure de la division et des cellules. Nous verrons ci-dessous certaines de ces fonctions:

Ils sont un élément fondamental du cytosquelette

Dans le cadre du cytosquelette, les microtubules aident la cellule à maintenir sa forme et sa stabilité structurelle, qui est essentielle en particulier pour les cellules qui n'ont pas de paroi cellulaire, comme les cellules animales.

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Les centres structurels de la forme de cils et de flagelles

Les cils et les eucaryotes sont structurellement et fonctionnellement formés par des microtubules, qui sont organisés dans une structure appelée axonème, qui a un modèle caractéristique appelé "9 + 2".

Le motif 9 + 2 est ainsi appelé car ce sont des structures cylindriques composées de 9 paires de microtubules fusionnés qui entourent quelques microtubules simples à l'intérieur.

Les protéines motrices associées à ces microtubules (dirins axonémiques) sont responsables de leur mouvement, soit du déplacement des cellules flagellées (comme le sperme), soit du mouvement des substances sur une surface (comme dans les épithéliums ciliés)).

Ils travaillent dans la communication et le transport cellulaire

Les cellules utilisent les microtubules - de sorte que des filaments d'actine - pour déplacer des molécules avec différents papiers fonctionnels d'un côté à l'autre.

Il existe deux types de protéines motrices associées aux microtubules: la kinésine et la file. Les kinésines sont responsables, par exemple, pour le transport d'organiques cytosoliques membraneuses et le font "marcher" sur les microtubules.

Protéine moteur kinsina Il est associé à des microtubules pour transporter différentes choses d'un côté de la cellule à une autre. Sa structure moléculaire et son fonctionnement sont tels qu'il semble qu'il ait fait des «pas» le long des microtubules tout en tenant une charge

Les daiins fonctionnent à la fois dans le mouvement des cils et des flagelles (dieins axonémiques) et dans le transport des organites cytosoliques et des molécules d'ARN messager, le positionnement du noyau pendant la migration cellulaire et l'établissement de la broche mitotique pendant la division (Dines cytosoliques).

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Dans les cellules nerveuses (neurones), qui ont un corps cellulaire -soma- suivi de longues projections de la membrane plasmique connue sous le nom Axones, Les microtubules fonctionnent comme une autoroute pour le transport des charges d'un côté à l'autre.

Organisation cellulaire

Grâce à leurs protéines associées, les microtubules ont une fonction importante en tant qu'organisateurs intracellulaires, car leur travail consiste également à commander et / ou à positionner correctement les organites cellulaires où et quand ils sont nécessaires.

Les microtubules sont fondamentaux pour le cytosquelette des cellules où, parmi bon nombre de leurs fonctions, ils participent à l'organisation des différents éléments distribués par le cytoplasme

Ils participent activement à la division cellulaire

Pendant la division cellulaire (par mitose ou la méiose), des microtubules sont organisés pour former le fuseau mitotique, qui fournit la machinerie nécessaire pour la séparation des chromosomes après la réplication de l'ADN, un processus essentiel pour la multiplication cellulaire.

Structure de microtubuls

Les microtubules sont des structures de protéines filamenteuses formées par plusieurs copies de la protéine tubuline. Ce sont, en réalité, des cylindres "creux" formés par certains sous-structures appelées protofilaments.

En plus de la tubuline, les microtubules sont également associés à une grande quantité de protéines «accessoires» qui maintiennent leur structure et participent également à leurs principales fonctions; Ces protéines sont appelées Protéines associées aux microtubules.

Qu'est-ce que la tubuline?

Toutes les microtubules eucaryotes sont formés à partir de Tubuline. La tubuline est une protéine globulaire composée d'un dimère, c'est-à-dire par deux sous-unités liées les unes aux autres, appelées α- et β-tubuline.

Comme ce sont deux sous-unités différentes, ce dimère est un hétérodimère, Raison pour laquelle nous disons que les microtubules sont des polymères d'hétérodimères tubulines.

Les deux sous-unités de tubuline sont fortement associées les unes aux autres par le biais de liaisons non covalentes et ont environ 450 acides aminés chacun. Les deux sous-unités sont en mesure de rejoindre une molécule appelée GTP, ce qui est important pour leur association.

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Il est important de mentionner que chaque espèce peut avoir de nombreuses isoformes différentes de tubuline, ce qui permet en quelque sorte aux cellules d'avoir différentes populations de microtubules pour remplir des fonctions spécifiques.

De même, les cellules "spécialisent" certaines microtubules pour certaines fonctions à travers Modifications post-radicaux de tubuline, qui ont des effets directs sur les fonctions de cet hétérodimère dans le cadre des microtubules.

Comme pour de nombreuses autres protéines cellulaires, la tubuline peut souffrir de phosphorylation, de méthylation et d'acétylation, mais vous pouvez également ajouter de courtes chaînes d'acides aminés tels que la glycine et l'acide glutamique; Tous ces éléments régulent leur interaction avec les autres protéines microtubulaires.

Comme pour les protéines histones associées à l'ADN dans le noyau, ces modifications post-traductionnelles de la tubuline forment ce que l'on appelle le "Code de tubuline".

Les microtubules sont formés par des polymères linéaires d'hétérodimères de tubuline (protofilaments) qui sont ordonnés de former une structure tubulaire creuse qui a une polarité (une extrémité positive (+) et une autre (-) selon la vitesse de polymérisation et de dépolimérisation).

Protofilaments

Les hétérodimères de tubuline sont assemblés sous la forme de polymères linéaires appelés protofilaments.

Les microtubules sont formés par une série de protofilaments réunis de telle manière qu'ils forment un tubule creux (comme un cylindre) qui a une polarité.

Une microtubule a en moyenne 13 protofilaments et cette structure est connue sous le nom seul. Il y a des microtubules plus complexes formés par deux ou plus Seul, complet ou partiel.

Les microtubules principaux qui forment les cils et les fléaux, par exemple, sont appelés double et consiste en un tubule complet appelé "A" (avec ses 13 protofilaments) et un autre tubule incomplet appelé "B" (avec seulement 10 protofilaments).

Les contacts entre les protofilaments adjacents hétérodimères tubulines rendent les microtubules considérablement rigides et difficiles à plier, mais ce sont des structures dynamiques qui, pour la plupart, sont en polymérisation permanente (allongement) et en dépolimérisation (raccourcissement).