Les microtubules sont des filaments protéiques qui ont une structure tubulaire et, avec l'actine et les filaments intermédiaires, forment le cytosquelette des cellules eucaryotes. Ils stabilisent la cellule et participent également au transport et au mouvement à l'intérieur de la cellule.
Que sont les microtubules?
Les microtubules sont des polymères tubulaires dont les structures protéiques ont un diamètre d'environ 24 nm. Avec d'autres filaments, ils forment le cytosquelette qui donne aux cellules force et la forme. En outre, ils jouent également un rôle essentiel dans le mouvement cellulaire et sont également des éléments importants des cils, des flagelles, des centrioles et des fuseaux nucléaires. Les microtubules sont également très importants dans cancer thérapie. Certains agents ayant un effet sur la division des cellules tumorales sont déjà utilisés sous forme de chimiothérapies ou cytostatiques.
Anatomie et structure
Les microtubules sont composés de dimères alpha et bêta tubulines (hétérodimères). Les hétérodimères sont les sous-unités de microtubules, également appelées protofilaments. Les protofilaments construisent le corps creux sous la forme d'une spirale par intercalation, avec seulement des unités alpha-tubuline à une extrémité et seulement des sous-unités bêta-tubuline à l'autre extrémité. L'alpha et la bêta-tubuline ont la propriété de se lier à 1 molécule de GTP. À l'alpha-tubuline, le GTP est lié de manière irréversible. Les hétérodimères sont préférentiellement situés à l'extrémité plus, par conséquent un microtubule se développe dans cette direction, tandis que l'extrémité moins forme le côté stable. Un microtubule mesure entre un micromètre et plusieurs centaines de micromètres de long. La disposition des microtubules est soit singulet, duplet ou triplet. Les filaments proviennent normalement du centre d'organisation des microtubules, qui comprend, par exemple, les centrioles ou les corps basaux. De plus, on distingue deux populations différentes: des microtubules dynamiques à courte durée de vie et des microtubules stables à longue durée de vie. Les microtubules stables constituent l'échafaudage des flagelles, des cils et des centrioles. En outre, des microtubules à vie longue se trouvent également dans les axones des neurones ou dans les flagelles de sperme cellules. Là, ils offrent flexibilité, stabilité et mobilité. On trouve également des microtubules dynamiques là où un remodelage rapide est nécessaire. De plus, ils assurent la distribution of chromosomes dans les cellules filles. Les microtubules sont construits ou décomposés en alternance, l'accumulation ou la décomposition se produisant principalement à l'extrémité positive. Un microtubule se développe jusqu'à ce qu'il n'y ait plus assez d'hétérodimères. La dépolymérisation commence alors, provoquant la concentration de tubuline pour augmenter à nouveau et une croissance renouvelée pour commencer. Différentes substances arrêtent la dépolymérisation ou la polymérisation, elles sont utilisées pour traiter les maladies.
Fonction et tâches
Les microtubules ont des tâches multifonctionnelles. Ils influencent l'arrangement de chromosomes et le mouvement des vésicules, qui fonctionne comme un système de rails. L'activité des vésicules est une condition préalable au transport du moteur protéines. Le transport a lieu en raison de la protéines la kinésine et la dynéine, situées à la surface de la vésicule. Les vésicules occupées par la dynéine sont transportées de l'extrémité plus à l'extrémité moins, tandis que les vésicules occupées par la kinésine sont transportées dans la direction opposée. Lorsque des microtubules individuels s'assemblent, des structures complexes se forment. Ceux-ci incluent les centrioles et les corps basaux. Les centrioles sont composés de neuf triplets de microtubules constitués de deux microtubules incomplets et d'un microtubule complet. Les corps basaux ont la même structure que les centrioles. Ils sont situés sous la surface cellulaire et ont pour fonction d'ancrer les flagelles et les kinocils. Les kinocéils sont composés d'une paire de microtubules centrale et de neuf duplets de microtubules. Les kinocéils se trouvent principalement sur les cellules épithéliales et transportent de petites particules à la surface de la cellule. Les cils sont constitués d'une membrane plasmique et se trouvent à la surface des cellules eucaryotes. Leur centre est constitué de microtubules stables disposés sous la forme d'un faisceau. Les cils assurent le mouvement du fluide à travers la surface cellulaire. Par exemple, ils sont utilisés par certains protozoaires pour collecter des particules alimentaires. De nombreux cils se trouvent sur les cellules épithéliales, où ils transportent des couches de mucus contenant des cellules mortes ou des particules de poussière jusqu'à la gorge pour qu'elles puissent ensuite être excrétées.De plus, les cils créent un courant sur la paroi de la trompe de Fallope afin que les ovocytes puissent être transporté à travers la trompe de Fallope. Les flagelles (flagelles) ont la même structure que les kinocils, mais ils sont beaucoup plus longs et servent à la locomotion cellulaire. Cela comprend, par exemple, sperme locomotion et transport de protozoaires.
Maladies
Dans la dysplasie ciliaire primaire, les kinocils sont construits de manière défectueuse et le nombre de dynéine molécules est diminué. La dysplasie ciliaire primaire est une maladie héréditaire qui survient très rarement et dans laquelle le mécanisme de transport qui porte inhalé les bactéries et les particules ne fonctionnent pas correctement. En conséquence, le mouvement de la kinocilia est absent ou très peu coordonné. Pour cette raison, les particules de saleté avec le mucus bronchique ou la sécrétion du sinus paranasaux ne peut pas être transporté correctement, ce qui conduit à bronchiectasie (dilatation bronchique irréversible), à chronique bronchite ou à chronique sinusite. Si le battement flagellaire du sperme est dérangé chez les hommes, infertilité se produit. Dans Alzheimer maladie, des microtubules modifiés se trouvent dans le cerveau des patients. Dans cette maladie, l'enzyme MARK2 affecte la protéine tau. Dans les cellules normales, le tau est lié aux microtubules, les stabilisant. Cependant, lorsque MARK2 agit sur tau, une instabilité du cytosquelette et une perturbation du système de transport cellulaire se produisent, ce qui est l'une des caractéristiques de Alzheimer la maladie.
