Microtúbulos

Conversamos com você sobre os microtúbulos, um dos três filamentos do citoesqueleto, explicamos aspectos de sua estrutura e suas principais funções celulares

Os microtúbulos são filamentos de proteínas compostos de diferentes subunidades dímeros da proteína globular da tubulina

O que são microtúbulos?

O microtúbulos Eles são um dos três tipos de filamentos que constituem o citoesqueleto das células eucarióticas. São polímeros de diferentes subunidades de uma proteína globular conhecida como Tubulina E eles têm muitas funções dentro das células.

O citoesqueleto é uma rede dinâmica e complexa de filamentos de proteínas que ocupa uma parte importante do interior da célula e oferece às células células de estabilidade estrutural e funcional.

É formado por três tipos diferentes de filamentos de proteínas: microfilamentos de actina, filamentos intermediários e microtúbulos.

Os microfilamentos são polímeros de uma proteína globular chamada Actina e os filamentos intermediários são proteínas fibrosas de diferentes tipos, dependendo do tecido e/ou tipo de célula em questão, enquanto os microtúbulos são formados por subunidades da proteína globular Tubulina.

Os microtúbulos são os mais grossos e mais complexos dos três filamentos do citoesqueleto. Eles ajudam as células a adquirir sua forma e polaridade, para se dividir e se diferenciar, para transportar moléculas através de seu interior e se mover ou se mover de um lugar para outro.

Longe de serem estruturas simples e estáticas, os microtúbulos são extremamente dinâmicos e complexos, e as células têm várias populações de microtúbulos para executar determinadas tarefas.

Alguns microtúbulos são constantemente reorganizados graças à sua polimerização e despolimerização (geralmente dependentes da energia contida em ligações de moléculas como GTP), enquanto outros são mais estáveis, como aqueles que formam cílios, flagelos e axônios, por exemplo, por exemplo.

Funções de microtúbulos

Os microtúbulos têm um papel fundamental na estabilidade estrutural e dinâmica funcional das células eucarióticas.

Eles participam de processos tão diversos quanto a mobilidade, comunicação e estrutura de divisão e células. Veremos abaixo algumas dessas funções:

Eles são uma parte fundamental do citoesqueleto

Como parte do citoesqueleto, os microtúbulos ajudam a célula a manter sua forma e estabilidade estrutural, o que é essencial especialmente para as células que não possuem uma parede celular, como células animais.

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Os centros estruturais de cílios e flagelos formam

Cílias e eucariotos são estruturalmente e funcionalmente formados por microtúbulos, que são organizados em uma estrutura chamada Axonema, que tem um padrão característico chamado "9+2".

O padrão 9+2 é assim chamado porque são estruturas cilíndricas compostas por 9 pares de microtúbulos fundidos que envolvem alguns microtúbulos simples dentro.

As proteínas motoras associadas a esses microtúbulos (Dieins axonêmicas) são responsáveis ​​por seu movimento, seja pelo deslocamento de células flageladas (como esperma) ou pelo movimento de substâncias em uma superfície (como em epitélios ciliados).

Eles trabalham em comunicação e transporte celular

As células usam os microtúbulos - assim, a partir dos filamentos de actina - para mover moléculas com diferentes papéis funcionais de um lado para outro.

Existem dois tipos de proteínas motoras associadas a microtúbulos: cinesina e dineina. Kinesinas são responsáveis, por exemplo, pelo transporte de organelas citosólicas membranosas e fazê -lo "andar" em microtúbulos.

Proteína motor Cinesina Está associado a microtúbulos para transportar coisas diferentes de um lado da célula para outro. Sua estrutura molecular e sua operação são tais que parece que os “passos” deram os microtúbulos enquanto seguravam uma carga

Os Dieins trabalham no movimento dos cílios e dos flagelos (Dieins axonêmicos) e no transporte de organelas citosólicas e moléculas de RNA mensageiro, o posicionamento do núcleo durante a migração celular e o estabelecimento do fuso mitótico durante a divisão (Dines citosólicos).

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Nas células nervosas (neurônios), que têm um corpo celular -Soma- seguido de longas projeções da membrana plasmática conhecida como Axônios, Os microtúbulos funcionam como uma rodovia para o transporte de cargas de um lado para o outro.

Organização celular

Graças às suas proteínas associadas, os microtúbulos têm uma função importante como organizadores intracelulares, uma vez que seu trabalho também consiste em ordenar e/ou posicionar corretamente as organelas celulares onde e quando são necessárias.

Os microtúbulos são fundamentais para o citoesqueleto das células onde, entre muitas de suas funções, participam da organização dos diferentes elementos distribuídos pelo citoplasma

Eles participam ativamente da divisão celular

Durante a divisão celular (por mitose ou meiose), os microtúbulos são organizados para formar o eixo mitótico, que fornece a maquinaria necessária para a separação de cromossomos após a replicação do DNA, um processo essencial para a multiplicação de células.

Estrutura de microtubuls

Os microtúbulos são estruturas de proteínas filamentosas que são formadas por várias cópias da proteína tubulina. Eles são, na realidade, cilindros "ocos" formados por alguns sub -estruturas chamadas chamadas Protofilamentos.

Além da tubulina, os microtúbulos também estão associados a uma grande quantidade de proteínas "acessórias" que mantêm sua estrutura e também participam de suas principais funções; Essas proteínas são chamadas Proteínas associadas a microtúbulos.

O que é tubulina?

Todos os microtúbulos eucarióticos são formados de Tubulina. A tubulina é uma proteína globular composta por um dímero, isto é, por duas subunidades ligadas entre si, chamadas α- e β-tubulina.

Como essas são duas subunidades diferentes, esse dímero é um Heterodimer, Razão pela qual dizemos que os microtúbulos são polímeros de heterodímeros de tubulina.

Ambas as subunidades da tubulina estão fortemente associadas entre si por meio de ligações não -covalentes e têm aproximadamente 450 aminoácidos cada. Ambas as subunidades são capazes de ingressar em uma molécula chamada GTP, o que é importante para sua associação.

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É importante mencionar que cada espécie pode ter muitas isoformas diferentes de tubulina, o que de alguma forma permite que as células tenham diferentes populações de microtúbulos para cumprir funções específicas.

Da mesma forma, as células "especializam" certos microtúbulos para algumas funções através Modificações pós -alugues de tubulina, que têm efeitos diretos nas funções deste heterodímero como parte dos microtúbulos.

Como em muitas outras proteínas celulares, a tubulina pode sofrer fosforilação, metilação e acetilação, mas você também pode adicionar cadeias curtas de aminoácidos, como glicina e ácido glutâmico; Todos eles regulam sua interação com as outras proteínas microtubulares.

Como nas proteínas histonas que estão associadas ao DNA no núcleo, essas modificações pós -translacionais da tubulina formam o que é conhecido como o "Código da tubulina".

Os microtúbulos são formados por polímeros lineares de heterodímeros de tubulina (protofilamentos) que são ordenados a formar uma estrutura tubular oca que possui uma polaridade (uma extremidade positiva (+) e outra (-) de acordo com a velocidade de polimerização e despolimerização).

Protofilamentos

Os heterodímeros de tubulina são montados na forma de polímeros lineares conhecidos como Protofilamentos.

Os microtúbulos são formados por uma série de protofilamentos que são unidos de tal maneira que formam um túbulo oco (como um cilindro) que tem uma polaridade.

Um microtúbulo tem uma média de 13 protofilamentos e essa estrutura é conhecida como solteiro. Existem microtúbulos mais complexos formados por dois ou mais Solteiro, completo ou parcial.

Os principais microtúbulos que formam os cílios e os flagelos, por exemplo, são conhecidos como duplos e consistem em um túbulo completo chamado "A" (com seus 13 protofilamentos) e outro túbulo incompleto chamado "B" (com apenas 10 protofilamentos).

Os contatos entre os protofilamentos adjacentes heterodímeros de tubulina tornam os microtúbulos consideravelmente rígidos e difíceis de dobrar, mas são estruturas dinâmicas que, na maioria das vezes, estão em polimerização permanente (alongamento) e despolimerização (encurtamento).