Biologia cellulare - microtubuli

Microtubuli

I microtubuli sono tubi cavi formati da tubulina che formano lunghi polimeri rigidi: governano la localizzazione degli organelli cellulari e si servono di "motori" molecolari per il trasporto di vescicole.

I microtubuli sono formati da tubulina alfa e tubulina beta, due polipeptidi globulari, che polimerizzano in 13 protofilamenti lineari.

I protofilamenti sono allineati in parallelo con la stessa polarità. Il microtubulo è polare con un'estremità positiva (in crescita veloce) ed una negativa (a crescita lenta).

I microtubuli sono strutture molto labili, sensibili a sostanze antimitotiche. Ad esempio, il fuso mitotico si forma all'inizio della mitosi e può essere bloccato da sostanze che bloccano lo scambio di subunità tramite microtubuli ed il pool di tubulina libera.

La colchicina (alcaloide) si lega ad una singola molecola di tubulina, ma non alla tubulina polimerizzata. Impedendo lo scambio di subunità, il fuso si disaggrega e si ha blocco della mitosi. La vinblastina,...

vincristina: chemioterapici

Taxolo: ha l'effetto opposto. Si lega ai microtubuli e li stabilizza. Le cellule si arrestano in mitosi, indicando che i microtubuli devono anche depolimerizzare per render il fuso funzionale. La concentrazione di tubulina legata al GTP è limitante. Quando la tubulina-GTP è disponibile, dopo una fase di latenza iniziale, viene aggiunta velocemente al microtubulo, creando un grosso cappuccio di tubulina-GTP. Se la sua concentrazione diminuisce, tuttavia, la velocità di aggiunta della tubulina diminuisce sino ad un livello soglia di tubulina-GTP a cui la velocità di idrolisi del GTP ad un estremo del microtubulo è superiore alla velocità di aggiunta di nuova tubulina-GTP, risultando nella contrazione del cappuccio di GTP. Quando il cappuccio scompare, i microtubuli diventano instabili e viene favorita la perdita delle subunità associate al GDP. Concentrazione critica. L'allungamento di un microtubulo è rapido.

dendriti(MAP2). L'inibizione di tau impedisce la formazione dell'assone, mentre i dendriti si formano lo stesso. MAP2 = arancio Tau = verde chinesina dineina

Le MAP motorie, che includono la chinesina e la dineina, sono motori proteici, così chiamate perché usano ATP per guidare il trasporto di vescicole ed organelli o per creare forze di trascinamento tra i microtubuli.

Chinesine, dineine citoplasmatiche (trasporto organelli e mitosi), dineine ciliari (ciglia e flagelli).

Chinesine e dineine si muovono in direzione opposta lungo un microtubulo. Hanno una testa globulare che lega ATP ed una coda a bacchetta. L'e teste sono motori ad ATPasi che si attaccano ai microtubuli, mentre le code si attaccano a componenti cellulari specifici.