Tubuline

Qu'est-ce que la tubuline?

La Tubuline C'est une protéine globulaire dimérica formée par deux polypeptides: tubuline alpha et bêta. Ils sont organisés sous la forme d'un tube pour donner naissance aux microtubules qui, avec les microfilaments d'actine et les filaments intermédiaires, constituent le cytosquelette.

Les microtubules se trouvent dans différentes structures biologiques indispensables, telles que le fléau du sperme, les prolongations des organismes ciliés, les cils de la trachée et des tubes de la Fallope, entre autres.

De plus, les structures qui forment la tubuline fonctionnent comme des voies de transport - analogues aux voies d'un train et des organites à l'intérieur de la cellule. Le déplacement des substances et des structures est possible grâce aux protéines motrices associées aux microtubules, appelées kinsina et diein.

Caractéristiques de la tubuline

Sous-unités

Les sous-unités de tubuline sont de 55 000 hétérodimères de daltons et sont les blocs structurels des microtubules. La tubuline se trouve dans tous les organismes eucaryotes et a été très conservé au cours de l'évolution.

Dimère

Le dimère est composé de deux polypeptides appelés alpha et tubuline bêta. Ceux-ci sont polymérisés pour former les microtubules, qui se composent de treize protofilaments organisés en parallèle sous la forme d'un tube creux.

L'une des caractéristiques les plus pertinentes des microtubules est la polarité de la structure. En d'autres termes, les deux extrêmes de la microtubule ne sont pas les mêmes: une extrémité est appelée extrémité rapide ou plus ", et l'autre est lente ou" moins "de croissance lente.

La polarité est importante, car elle détermine la direction du mouvement le long de la microtubule. Le dimère de tubuline est capable de polymériser et de dépolariser dans les cycles d'assemblage rapides. Ce phénomène se produit également dans les filaments d'actine.

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Tubuline gamma

Il y a un troisième type de sous-unité: c'est la tubuline gamma. Cela ne fait pas partie des microtubules et est situé dans les centres; Cependant, participez à la nucléation et à la formation de microtubules.

Alfa et Beta Tubuline

Les sous-unités alpha et bêta sont fortement associées pour former un hétérodimer complexe. En fait, l'interaction du complexe est si intense qu'elle n'est pas dissociée dans des conditions normales.

Ces protéines sont formées par 550 acides aminés, principalement des acides. Bien que les tubulines alpha et bêta soient assez similaires, elles sont codées par différents gènes.

Dans la tubuline alpha, vous pouvez trouver des résidus d'acides aminés avec un groupe acétyle, donnant différentes propriétés dans les fléaux cellulaires.

Chaque sous-unité de tubuline est associée à deux molécules: dans la tubuline alpha, le GTP est inversible et l'hydrolyse du composé ne se produit pas, tandis que le deuxième site de liaison dans la tubuline bêta, unit réversible le GTP et l'hydrolyse.

L'hydrolyse GTP entraîne un phénomène appelé «instabilité dynamique» où les microtubules connaissent une croissance et diminuer les cycles, selon la vitesse de la dépendance à la tubuline et la vitesse de l'hydrolyse GTP.

Ce phénomène se traduit par un taux de remplacement élevé de microtubules, où la demi-vie de la structure n'est que quelques minutes.

Fonctions de tubuline

Cytosquelette

Les différentes composantes du cytosquelette ont diverses fonctions, mais parmi les plus importantes figurent l'organisation interne des structures cytosoliques

Les sous-unités alpha et bêta de la tubuline sont polymérisées pour donner naissance aux microtubules, qui font partie du cytosquelette.

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En plus des microtubules, le cytosquelette est composé de deux éléments structurels supplémentaires: les microfilaments d'actine d'environ 7 nm et les filaments intermédiaires de 10 à 15 nm de diamètre.

Le cytosquelette est le cadre de la cellule, il le prend en charge et maintient la forme cellulaire. Cependant, la membrane et les compartiments subcellulaires ne sont pas statiques et se trouvent dans les mouvements constants pour être en mesure de réaliser les phénomènes d'endocytose, de phagocytose et de sécrétion de matériel.

La structure du cytosquelette permet à la cellule d'être adaptée à remplir toutes les fonctions mentionnées.

C'est le moyen idéal pour les organites cellulaires, la membrane plasmique et d'autres composants cellulaires pour remplir leurs fonctions habituelles, en plus de participer à la division cellulaire.

Ils contribuent également aux phénomènes des mouvements cellulaires tels que la locomotion des amibes et dans des structures spécialisées de déplacement telles que les cils et les fléaux. Enfin, il est responsable du mouvement des muscles.

Mitose

Grâce à l'instabilité dynamique, les microtubules peuvent se réorganiser complètement pendant les processus de division cellulaire. Les microtubules organisent.

La tubuline peut être assemblée à nouveau et l'origine du fuseau mitotique, qui participe à la séparation des chromosomes.

Il existe certains médicaments, tels que les tapis, le taxol et le vinblastin qui interrompent les processus de division cellulaire. Il agit directement dans des molécules de tubuline, affectant le phénomène d'assemblage et de dissociation des microtubules.

Centrage

Dans les cellules animales, les microtubules s'étendent au centrage, une structure proche du noyau formé par une paire de centrioles (chaque orientée perpendiculairement) et entourée d'une substance amorphe, appelée matrice péricentriolaire.

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Les centriolos sont des corps cylindriques formés par neuf triplés de microtubules, dans une organisation similaire aux cellules et aux flagelles cellulaires.

Dans le processus de division cellulaire, les microtubules s'étendent des centres, formant ainsi le fuseau mitotique, responsable de la distribution correcte des chromosomes aux nouvelles cellules filles.

Il semble que les centrioles ne soient pas indispensables pour l'assemblage de microtubules à l'intérieur des cellules, car ils ne sont pas présents dans les cellules végétales ou dans certaines cellules eucaryotes, comme dans les ovules de certains rongeurs.

Dans la matrice péricentriolaire, l'initiation se produit pour l'assemblage des microtubules, où la nucléation se produit à l'aide de la tubuline gamma.

Perspective évolutive

Les trois types de tubuline (alpha, bêta et gamma) sont codés par différents gènes et sont homologues à un gène trouvé dans les procaryotes qui code pour une protéine de 40 000 daltons, appelée ftsz. La protéine bactérienne est fonctionnellement et structurellement similaire à la tubuline.

Il est probable que la protéine avait une fonction ancestrale dans les bactéries et a été modifiée pendant les processus évolutifs, concluant dans une protéine avec les fonctions qu'elle remplit chez les eucaryotes.