Microtubules
ces cylindres droits et creux se trouvent dans tout le cytoplasme de toutes les cellules eucaryotes (les procaryotes n’en ont pas) et de fonctions, allant du transport au soutien structurel. Les Microtubules, d’un diamètre d’environ 25 nanomètres, font partie du cytosquelette qui donne structure et forme à une cellule, et servent également de bandes transporteuses déplaçant d’autres organites dans tout le cytoplasme., De plus, les microtubules sont les principaux composants des cils et des flagelles et participent à la formation des fibres de fuseau lors de la division cellulaire (mitose). La longueur des microtubules dans la cellule varie entre 200 nanomètres et 25 micromètres, en fonction de la tâche d’un microtubule particulier et de l’état du cycle de vie de la cellule.
les Microtubules sont des biopolymères composés de sous-unités constituées d’une protéine cytoplasmique globulaire abondante appelée tubuline, comme illustré à la Figure 1., Chaque sous-unité du microtubule est constituée de deux unités simples légèrement différentes mais étroitement liées appelées alpha-tubuline et bêta-tubuline qui sont liées très étroitement ensemble pour former des hétérodimères. Dans un microtubule, les sous-unités sont organisées de telle sorte qu’elles pointent toutes dans la même direction pour former 13 protofilaments parallèles. Cette organisation donne la polarité de la structure, avec seulement les protéines alpha-tubuline exposées à une extrémité et seulement les protéines bêta-tubuline à l’autre.,
en ajoutant ou en enlevant des protéines de tubuline globulaire, la longueur des microtubules polymères peut être augmentée ou diminuée. Étant donné que les deux extrémités d’un microtubule ne sont pas les mêmes, le taux de croissance ou de dépolymérisation se produit à chaque pôle est différent. L’extrémité d’un filament polarisé qui se développe et se rétrécit le plus rapidement est connue comme l’extrémité plus et l’extrémité opposée est appelée l’extrémité moins. Pour tous les microtubules, l’extrémité moins est celle avec des alpha-tubulines exposées., Dans une cellule animale, c’est cette extrémité qui est située au centrosome contenant le centriole trouvé près du noyau, tandis que l’extrémité plus, composée d’unités bêta exposées, est projetée vers la surface de la cellule. Les Microtubules sont continuellement assemblés et démontés de sorte que les monomères de tubuline puissent être transportés ailleurs pour construire des microtubules en cas de besoin.,
La Figure 2 est une image numérique du réseau de microtubules trouvé dans une cellule embryonnaire de souris vue à travers un microscope optique à fluorescence. Le vaste réseau entrelacé est marqué avec des anticorps primaires à l’alpha-tubuline, qui sont ensuite colorés avec des anticorps secondaires contenant un colorant fluorescent vert. Le noyau a été contre-teint avec un colorant rouge pour noter son emplacement par rapport au réseau de microtubules., La microscopie à Fluorescence est un outil important que les scientifiques utilisent pour examiner la structure et la fonction des organites cellulaires internes.
en plus de leur rôle de soutien structurel, les microtubules servent également de réseau routier le long duquel les organites peuvent être transportés à l’aide de protéines motrices. Par exemple, le réseau de microtubules interconnecte L’appareil de Golgi avec la membrane plasmique pour guider les vésicules sécrétoires pour l’exportation, et transporte également les mitochondries dans le cytoplasme., Un autre exemple est la translocation de vésicules contenant des neurotransmetteurs par des microtubules aux extrémités des axones des cellules nerveuses. Les protéines motrices impliquées dans le transport des organites fonctionnent en modifiant leur conformation tridimensionnelle en utilisant l’adénosine triphosphate (ATP) comme carburant pour se déplacer d’avant en arrière le long d’un microtubule. À chaque étape, la molécule motrice libère une partie du microtubule et saisit un deuxième site plus long que le filament. Les protéines motrices, qui sont regroupées en plusieurs classes distinctes, se fixent aux organites par l’intermédiaire de récepteurs spécialisés.,
étant donné que les cellules eucaryotes dépendent grandement de l’intégrité des microtubules et autres filaments cytosquelettiques pour maintenir leur structure et essentiellement pour survivre, de nombreuses plantes produisent des toxines naturelles visant à perturber le réseau des microtubules comme moyen d’autodéfense. Le Taxol, par exemple, est une substance toxique produite par une espèce d’IF qui augmente la polymérisation des microtubules (construction d’une macromolécule) en se liant au filament et en le stabilisant., D’autres toxines naturelles, comme la colchicine produite par le safran des Prés, déstabilisent les microtubules et entravent leur polymérisation. Les deux types d’événements peuvent être mortels pour la cellule affectée, bien que dans certaines circonstances, cela puisse être bénéfique pour les animaux, comme le démontre le taxol, qui est couramment utilisé comme médicament contre le cancer.
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