Tubulina Alfa et Beta, Fonctions

Le la tubuline est une protéine globulaire dimérique formée par deux polypeptides: la tubuline alfa et la 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 sont dans diverses structures biologiques essentielles, telles que le fléau de sperme, les prolongements des ciliés, les cils de la trachée et les trompes de Fallope, entre autres.

De plus, les structures qui forment la tubuline servent de voies de transport - analogues aux traces d'un train de matériaux et d'organelles à l'intérieur de la cellule. Le déplacement des substances et des structures est possible grâce aux protéines motrices associées aux microtubules, appelées kinésines et dynéine.

Index

• 1 Caractéristiques générales
• 2 tubuline alpha et bêta
• 3 fonctions
  • 3.1 Cytosquelette
  • 3.2 Mitose
  • 3.3 Centrosome
• 4 perspective évolutive
• 5 références

Caractéristiques générales

Les sous-unités de la tubuline sont des hétérodimères de 55 000 daltons et sont les éléments constitutifs des microtubules. La tubuline se trouve dans tous les organismes eucaryotes et a été fortement conservée au cours de l'évolution.

Le dimère est composé de deux polypeptides appelés tubuline alpha et bêta. Ceux-ci sont polymérisés pour former des microtubules, qui consistent en treize protofilaments disposés parallèlement 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 extrémités de microtubules ne sont pas égaux: une extrémité est appelée la fin du jeûne ou de la croissance « plus », et l'autre est lente ou la croissance « moins ».

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

Il existe un troisième type de sous-unité: la gamma-tubuline. Cela ne fait pas partie des microtubules et se trouve dans les centrosomes; cependant, il participe à la nucléation et à la formation des microtubules.

Tubuline alpha et bêta

Les sous-unités alpha et bêta s'associent fortement pour former un hétérodimère complexe. En fait, l’interaction du complexe est si intense qu’elle ne se dissocie pas 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 tubulina alfa, on peut trouver des résidus d'acides aminés avec un groupe acétyle, conférant des propriétés différentes aux flagelles cellulaires.

Chaque sous-unité de la tubuline est associée à deux molécules de tubuline alpha-GTP se lie de manière irréversible et l'hydrolyse du composé ne se produit pas, alors que le second site de liaison sur la tubuline bêta se lie de manière réversible GTP et hydrolyse .

hydrolyse GTP entraînant un phénomène appelé « l'instabilité dynamique » où microtubules subissent des cycles d'augmentation et de diminution, en fonction du taux d'addition de la tubuline et la vitesse d'hydrolyse de GTP.

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

Fonctions

Cytosquelette

Les sous-unités alpha et bêta de la tubuline se polymérisent pour donner naissance à des microtubules, qui font partie du cytosquelette.

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

Le cytosquelette est le cadre de la cellule, le soutient et maintient la forme cellulaire. Cependant, la membrane et les compartiments sous-cellulaires ne sont pas statiques et sont constamment en mouvement pour effectuer les phénomènes d'endocytose, la phagocytose et la sécrétion de matériaux.

La structure du cytosquelette permet à la cellule de s'adapter à toutes les fonctions mentionnées.

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

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

La mitose

Grâce à l'instabilité dynamique, les microtubules peuvent être complètement réorganisés lors des processus de division cellulaire. Le réseau de microtubules pendant l'interface est capable de se démonter et les sous-unités de la tubuline sont libres.

La tubuline peut se rassembler à nouveau et créer le fuseau mitotique, qui participe à la séparation des chromosomes.

Certains médicaments, tels que la colchicine, le taxol et la vinblastine, interrompent les processus de division cellulaire.Il agit directement sur les molécules de tubuline, affectant le phénomène d'assemblage et de dissociation des microtubules.

Centrosome

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

Les centrioles sont des corps cylindriques formés de neuf triplets de microtubules, dans une organisation similaire aux cils et aux flagelles cellulaires.

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

Il semble que les centrioles ne soient pas indispensables à l'assemblage des 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 gamma-tubuline.

Perspective évolutive

Les trois types de tubuline (alpha, bêta et gamma) sont codés par différents gènes et sont homologues à un gène présent dans les procaryotes codant 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 la bactérie et a été modifiée au cours des processus évolutifs, concluant dans une protéine avec les fonctions qu’elle exerce chez les eucaryotes.

Références

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