Microtubuli

Ti parliamo dei microtubuli, uno dei tre filamenti del citoscheletro, spieghiamo aspetti della sua struttura e delle sue principali funzioni cellulari

I microtubuli sono filamenti proteici composti da diversi dímeros della proteina globulare di tubulina

Cosa sono i microtubuli?

IL microtubuli Sono uno dei tre tipi di filamenti che costituiscono il citoscheletro delle cellule eucariotiche. Sono polimeri di diverse subunità di una proteina globulare nota come Tubulina E hanno molte funzioni all'interno delle cellule.

Il citoscheletro è una rete dinamica e complessa di filamenti proteici che occupa una parte importante dell'interno cellulare e che fornisce cellule di stabilità strutturale e funzionale.

È formato da tre diversi tipi di filamenti proteici: microfilamenti di actina, filamenti intermedi e microtubuli.

I microfilamenti sono polimeri di una proteina globulare chiamata Actina e i filamenti intermedi si formano proteine ​​fibrose di diversi tipi a seconda del tessuto e/o del tipo di cellula in questione, mentre i microtubuli sono formati da subunità della proteina globulare Tubulina.

I microtubuli sono i più spessi e complessi dei tre filamenti del citoscheletro. Aiutano le cellule ad acquisire la loro forma e polarità, a dividersi e differenziarsi, a trasportare molecole attraverso il loro interno e muoversi o muoversi da un luogo a un altro.

Lungi dall'essere strutture semplici e statiche, i microtubuli sono estremamente dinamici e complessi e le cellule hanno diverse popolazioni di microtubuli per svolgere determinate attività.

Alcuni microtubuli sono costantemente riorganizzati grazie alla loro polimerizzazione e depolimerizzazione (generalmente dipendente dall'energia contenuta in legami molecole come GTP), mentre altri sono più stabili, come quelli che formano ciglia, flagelli e assoni, ad esempio.

Funzioni di microtubuli

I microtubuli hanno un ruolo fondamentale nella stabilità strutturale e nella dinamica funzionale delle cellule eucariotiche.

Partecipano a processi diversi come la divisione e la mobilità cellulare, la comunicazione e la struttura. Vedremo di seguito alcune di queste funzioni:

Sono una parte fondamentale del citoscheletro

Come parte del citoscheletro, i microtubuli aiutano la cellula a mantenere la sua forma e stabilità strutturale, che è essenziale soprattutto per quelle cellule che non hanno una parete cellulare, come le cellule animali.

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I centri strutturali di ciglia e flagelli

Ciglia ed eucarioti sono strutturalmente e funzionalmente formati da microtubuli, che sono organizzati in una struttura chiamata assonema, Questo ha un modello caratteristico chiamato "9+2".

Il modello 9+2 è così chiamato perché sono strutture cilindriche composte da 9 coppie di microtubuli fusi che circondano un paio di microtubuli semplici all'interno.

Le proteine ​​motorie associate a questi microtubuli (dieine assonemiche) sono responsabili del loro movimento, sia per lo spostamento delle cellule flagelitte (come lo sperma) o per il movimento di sostanze su una superficie (come negli epiteli ciliati).

Lavorano nella comunicazione e nel trasporto cellulare

Le cellule usano i microtubuli - così come dei filamenti di actina - per spostare molecole con diversi documenti funzionali da un lato all'altro.

Esistono due tipi di proteine ​​motorie associate a microtubuli: kinesina e dineina. Le kinesinas sono responsabili, ad esempio, per il trasporto di organelli citosolici membranosi e lo fanno "camminare" sui microtubuli.

Proteina motoria Kinesina È associato ai microtubuli per trasportare cose diverse da un lato della cellula all'altra. La sua struttura molecolare e il suo funzionamento è tale che sembra che abbia fatto "passi" lungo i microtubuli mentre si mantiene un carico

Le Dieins funzionano sia nel movimento delle ciglia che dal flagello (dieine assonemiche) sia nel trasporto di organelli citosolici e molecole di RNA messaggero, il posizionamento del nucleo durante la migrazione cellulare e l'istituzione del mandrino mitotico durante la divisione (dine citosolici).

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Nelle cellule nervose (neuroni), che hanno un corpo cellulare -Soma- seguite da lunghe proiezioni della membrana plasmatica nota come Assoni, I microtubuli funzionano come un'autostrada per il trasporto di carichi da un lato all'altro.

Organizzazione cellulare

Grazie alle loro proteine ​​associate, i microtubuli hanno una funzione importante come organizzatori intracellulari, poiché il loro lavoro consiste anche nell'ordinamento e/o nel posizionamento corretto degli organelli cellulari dove e quando sono necessari.

I microtubuli sono fondamentali per il citoscheletro delle cellule in cui, tra molte delle loro funzioni, partecipano all'organizzazione dei diversi elementi distribuiti dal citoplasma

Partecipano attivamente alla divisione cellulare

Durante la divisione cellulare (mediante mitosi o meiosi) i microtubuli sono organizzati per formare il mandrino mitotico, che fornisce i macchinari necessari per la separazione dei cromosomi dopo la replicazione del DNA, un processo essenziale per la moltiplicazione cellulare.

Struttura di microtubuls

I microtubuli sono strutture proteiche filamentose che sono formate da più copie della proteina della tubulina. Sono, in realtà, cilindri "cavi" formati da alcuni sottopruzioni chiamate chiamate Protofilamenti.

Oltre alla tubulina, i microtubuli sono anche associati a una grande quantità di proteine ​​"accessorie" che mantengono la loro struttura e partecipano anche alle loro funzioni principali; Queste proteine ​​sono chiamate Proteine ​​associate a microtubuli.

Cos'è la tubulina?

Tutti i microtubuli eucariotici sono formati Tubulina. La tubulina è una proteina globulare composta da un dimero, ovvero da due subunità collegate tra loro, chiamata α- E β-tubulina.

Poiché queste sono due diverse subunità, questo dimero è un eterodimero, Motivo per cui diciamo che i microtubuli sono polimeri di eterodimeri di tubulina.

Entrambe le subunità di tubulina sono fortemente associate tra loro attraverso legami non covalenti e hanno circa 450 aminoacidi ciascuno. Entrambe le subunità sono in grado di unirsi a una molecola chiamata GTP, che è importante per la loro associazione.

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È importante ricordare che ogni specie può avere molte diverse isoforme di tubulina, il che consente in qualche modo alle cellule di avere popolazioni di microtubuli diverse di svolgere funzioni specifiche.

Allo stesso modo, le cellule "specializzano" alcuni microtubuli per alcune funzioni attraverso Modifiche postradizionali di tubulina, che hanno effetti diretti sulle funzioni di questo eterodimero come parte dei microtubuli.

Come per molte altre proteine ​​cellulari, la tubulina può subire fosforilazione, metilazione e acetilazione, ma puoi anche aggiungere catene corte di aminoacidi come glicina e acido glutammico; Tutti questi regolano la loro interazione con le altre proteine ​​microtubulari.

Come per le proteine ​​dell'istone associate al DNA nel nucleo, queste modificazioni post -traduzionali della tubulina formano ciò che è noto come il "Codice di tubulina".

I microtubuli sono formati da polimeri lineari di eterodimeri di tubulina (protofilamenti) che sono ordinati per formare una struttura tubulare cavata che ha una polarità (un'estremità positiva (+) e un altro (-) in base alla velocità della polimerizzazione e della depolimerizzazione).

Protofilamenti

Gli eterodimeri di tubulina sono assemblati sotto forma di polimeri lineari noti come Protofilamenti.

I microtubuli sono formati da una serie di protofilamenti che sono uniti in modo tale da formare un tubulo cavo (come un cilindro) che ha una polarità.

Un microtubulo ha una media di 13 protofilamenti e questa struttura è nota come separare. Ci sono microtubuli più complessi formati da due o più Separare, completo o parziale.

I microtubuli principali che formano le ciglia e i flagelli, per esempio, sono noti come doppio e consistono in un tubulo completo chiamato "A" (con i suoi 13 protofilamenti) e un altro tubulo incompleto chiamato "B" (con solo 10 protofilamenti).

I contatti tra protofilamenti adiacenti eterodimeri della tubulina rendono i microtubuli considerevolmente rigidi e difficili da piegare, ma sono strutture dinamiche che, per la maggior parte, sono in polimerizzazione permanente (allungamento) e depolimerizzazione (accorciamento).