Structure, fonctions et importance clinique des microtubules

Le microtubules sont des structures cellulaires sous la forme d'un cylindre qui remplissent des fonctions fondamentales liées au soutien, à la mobilité cellulaire et à la division cellulaire, entre autres. Ces filaments sont présents à l'intérieur des cellules eucaryotes.

Ils sont creux et leur diamètre interne est de l'ordre de 25 nm, tandis que le diamètre externe est de 25 nm. La longueur varie entre 200 nm et 25 μm. Ce sont des structures assez dynamiques, avec une polarité définie, capables de croître et de se raccourcir.

Index

• 1 Structure et composition
• 2 fonctions
  • 2.1 Cytosquelette
  • 2.2 Mobilité
  • 2.3 Division cellulaire
  • 2.4 Cilios et flagelles
  • 2.5 centriolos
  • 2.6 plantes
• 3 Importance clinique et médicaments
• 4 références

Structure et composition

Les microtubules sont constitués de molécules de nature protéique. Ils sont formés à partir d'une protéine appelée tubuline.

La tubuline est un dimère, ses deux composants sont l'α-tubuline et la β-tubuline. Le cylindre creux est composé de treize chaînes de ce dimère.

Les extrémités d'un microtubule ne sont pas les mêmes. C'est-à-dire qu'il y a une polarité des filaments. Une extrémité est appelée plus (+) et l'autre moins (-).

Le microtubule n'est pas une structure statique, les filaments peuvent changer de taille rapidement. Ce processus de croissance ou de raccourcissement se déroule principalement à l'extrême; Ce processus s'appelle l'auto-assemblage. Le dynamisme des microtubules permet aux cellules animales de changer de forme.

Il y a des exceptions. Cette polarité est indistincte dans les microtubules à l'intérieur des dendrites, dans les neurones.

Les microtubules ne sont pas distribués de manière homogène dans toutes les formes cellulaires. Son emplacement dépend principalement du type de cellule et de son état. Par exemple, chez certains parasites protozoaires, les microtubules forment une armure.

De même, lorsque la cellule est dans une interface, ces filaments sont dispersés dans le cytoplasme. Lorsque la cellule commence à se diviser, les microtubules commencent à s'organiser dans le fuseau mitotique.

Fonctions

Cytosquelette

Le cytosquelette est composé d'une série de filaments, y compris des microtubules, des filaments intermédiaires et des microfilaments. Comme son nom l'indique, le cytosquelette est responsable du soutien de la cellule, de la motilité et de la régulation.

Les microtubules sont associés à des protéines spécialisées (MAP, pour son acronyme en anglais, protéines associées aux microtubules) pour remplir leurs fonctions.

Le cytosquelette est particulièrement important dans les cellules animales, car elles ne possèdent pas de paroi cellulaire.

Mobilité

Les microtubules jouent un rôle fondamental dans les fonctions motrices. Ils servent comme une sorte d'indice pour que les protéines liées au mouvement puissent bouger. De même, les microtubules sont des chaussées et des chariots à protéines.

Plus précisément, les kinésines et la dynéine sont des protéines présentes dans le cytoplasme. Ces protéines se lient aux microtubules pour effectuer les mouvements et permettre la mobilisation des matériaux dans tout l'espace cellulaire.

Ils transportent des vésicules et se déplacent sur de longues distances par microtubules. Ils peuvent également transporter des marchandises qui ne se trouvent pas dans les vésicules.

Les protéines motrices ont une sorte de bras et, par des changements dans la forme de ces molécules, le mouvement peut être effectué. Ce processus dépend de l'ATP.

Division cellulaire

Quant à la division cellulaire, ils sont indispensables à la distribution correcte et équitable des chromosomes. Les microtubules sont assemblés et forment le fuseau mitotique.

Lorsque le noyau se divise, les microtubules transportent et séparent les chromosomes aux nouveaux noyaux.

Cilios et flagelles

Les microtubules sont liés aux structures cellulaires qui permettent le mouvement: les cils et les flagelles.

Ces appendices ont la forme de minces fouets et permettent à la cellule de se déplacer en son milieu. Les microtubules facilitent l'assemblage de ces extensions de cellules.

Les cils et les flagelles ont une structure identique; Cependant, les cils sont plus courts (10 à 25 microns) et travaillent généralement ensemble. Pour le mouvement, la force appliquée est parallèle à la membrane. Les cils agissent comme des "rames" qui poussent la cellule.

En revanche, les flagelles sont plus longs (50 à 70 microns) et la cellule en présente généralement un ou deux. La force appliquée est perpendiculaire à la membrane.

La vue transversale de ces appendices présente un arrangement 9 + 2. Cette nomenclature fait référence à la présence de 9 paires de microtubules fusionnés entourant une paire centrale non fusionnée.

La fonction motrice est le produit de l'action de protéines spécialisées; Dynein en fait partie. Grâce à l'ATP, les protéines peuvent changer de forme et permettre le mouvement.

Des centaines d'organismes utilisent ces structures pour se déplacer. Les cils et les flagelles sont présents dans les organismes unicellulaires, les spermatozoïdes et les petits animaux multicellulaires, entre autres. Le corps basal est l'organelle cellulaire d'où proviennent les cils et les flagelles.

Centriolos

Les centrioles sont extrêmement semblables aux corps basaux. Ces organites sont caractéristiques des cellules eucaryotes, sauf pour les cellules végétales et certains protistes.

Ces structures ont une forme de tonneau. Son diamètre est de 150 nm et sa longueur de 300 à 500 nm. Les microtubules dans les centrioles sont organisés en trois filaments fondus.

Les centrioles sont situés dans une structure appelée centrosome. Chaque centrosome est composé de deux centrioles et une matrice riche en protéine appelée matrice péricentriolaire. Dans cet arrangement, les centrioles organisent les microtubules.

La fonction exacte des centrioles et de la division cellulaire n'est pas encore connue en détail. Dans certaines expériences, les centrioles ont été enlevés et ladite cellule est capable de se diviser sans inconvénient. Les centrioles sont responsables de la formation du fuseau mitotique: les chromosomes se rejoignent.

Plantes

Dans les plantes, les microtubules jouent un rôle supplémentaire dans la disposition de la paroi cellulaire, aidant à organiser les fibres de cellulose. En outre, ils aident à la division et à l'expansion cellulaire des légumes.

Importance clinique et médicaments

Les cellules cancéreuses se caractérisent par une activité mitotique élevée; par conséquent, trouver des médicaments dont la cible est l'assemblage de microtubules aiderait à arrêter cette croissance.

Il existe une série de médicaments responsables de la déstabilisation des microtubules. Colcemid, la colchicine, la vincristine et la vinblastine empêchent la polymérisation des microtubules.

Par exemple, la colchicine est utilisée pour traiter la goutte. Les autres sont utilisés dans le traitement des tumeurs malignes.

Références

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