MICROTUBULI: STRUTTURA, FUNZIONI E IMPORTANZA CLINICA - BIOLOGIA - 2024

I microtubuli sono strutture cellulari sagomate che svolgono funzioni legate al supporto dei cilindri chiave, motilità cellulare e divisione cellulare, tra le altre. Questi filamenti sono presenti all'interno delle cellule eucariotiche.

Sono cavi e il loro diametro interno è dell'ordine di 25 nm, mentre quello esterno misura 25 nm. La lunghezza varia tra 200 nm e 25 µm. Sono strutture abbastanza dinamiche, con una polarità definita, capaci di crescere e accorciarsi.

Struttura e composizione

I microtubuli sono costituiti da molecole proteiche. Sono costituiti da una proteina chiamata tubulina.

La tubulina è un dimero, i suoi due componenti sono l'α-tubulina e la β-tubulina. Il cilindro cavo è costituito da tredici catene di questo dimero.

Le estremità di un microtubulo non sono le stesse. Cioè, c'è una polarità dei filamenti. Un estremo è noto come più (+) e l'altro come meno (-).

Il microtubulo non è una struttura statica, i filamenti possono cambiare dimensione rapidamente. Questo processo di accrescimento o accorciamento avviene principalmente all'estremo; Questo processo è chiamato autoassemblaggio. Il dinamismo dei microtubuli consente alle cellule animali di cambiare forma.

Ci sono eccezioni. Questa polarità è indistinta nei microtubuli all'interno dei dendriti, nei neuroni.

I microtubuli non sono distribuiti in modo omogeneo in tutte le forme cellulari. La sua posizione dipende principalmente dal tipo di cellula e dallo stato di essa. Ad esempio, in alcuni parassiti protozoi, i microtubuli formano un'armatura.

Allo stesso modo, quando la cellula è nell'interfaccia, questi filamenti sono dispersi nel citoplasma. Quando la cellula inizia a dividersi, i microtubuli iniziano a organizzarsi sul fuso mitotico.

Caratteristiche

citoscheletro

Il citoscheletro è costituito da una serie di filamenti, inclusi microtubuli, filamenti intermedi e microfilamenti. Come indica il nome, il citoscheletro ha il compito di supportare la cellula, la motilità e la regolazione.

I microtubuli si associano a proteine ​​specializzate (MAP) per svolgere le loro funzioni.

Il citoscheletro è particolarmente importante nelle cellule animali, poiché mancano di una parete cellulare.

Mobilità

I microtubuli svolgono un ruolo fondamentale nelle funzioni motorie. Servono come una sorta di indizio per il movimento delle proteine ​​legate al movimento. Allo stesso modo, i microtubuli sono le strade e le proteine ​​sono le automobili.

Nello specifico, le chinesine e la dineina sono proteine ​​presenti nel citoplasma. Queste proteine ​​si legano ai microtubuli per eseguire i movimenti e consentire la mobilizzazione dei materiali in tutto lo spazio cellulare.

Portano vescicole e percorrono lunghe distanze attraverso i microtubuli. Possono anche trasportare merce che non è nelle vescicole.

Le proteine ​​motorie hanno una sorta di braccia e, attraverso i cambiamenti nella forma di queste molecole, è possibile eseguire il movimento. Questo processo dipende dall'ATP.

Divisione cellulare

Per quanto riguarda la divisione cellulare, sono essenziali per la corretta ed equa distribuzione dei cromosomi. I microtubuli si assemblano e formano il fuso mitotico.

Quando il nucleo si divide, i microtubuli trasportano e separano i cromosomi nei nuovi nuclei.

Ciglia e flagelli

I microtubuli sono legati alle strutture cellulari che consentono il movimento: ciglia e flagelli.

Queste appendici hanno la forma di sottili fruste e consentono alla cellula di muoversi nel loro ambiente. I microtubuli promuovono l'assemblaggio di queste estensioni cellulari.

Ciglia e flagelli hanno una struttura identica; tuttavia, le ciglia sono più corte (da 10 a 25 micron) e tendono a lavorare insieme. Per il movimento, la forza applicata è parallela alla membrana. Le ciglia agiscono come "pagaie" che spingono la cellula.

Al contrario, i flagelli sono più lunghi (da 50 a 70 micron) e la cellula ne ha generalmente uno o due. La forza applicata è perpendicolare alla membrana.

La vista in sezione trasversale di queste appendici presenta una disposizione 9 + 2. Questa nomenclatura si riferisce alla presenza di 9 coppie di microtubuli fusi che circondano una coppia centrale non fusa.

La funzione motoria è il prodotto dell'azione di proteine ​​specializzate; dynein è uno di questi. Grazie all'ATP, le proteine ​​possono cambiare forma e consentire il movimento.

Centinaia di organismi usano queste strutture per spostarsi. Ciglia e flagelli sono presenti negli organismi unicellulari, negli spermatozoi e nei piccoli animali multicellulari, tra gli altri. Il corpo basale è l'organello cellulare da cui provengono le ciglia e i flagelli.

centrioli

I centrioli sono estremamente simili ai corpi basali. Questi organelli sono caratteristici delle cellule eucariotiche, ad eccezione delle cellule vegetali e di alcuni protisti.

Queste strutture sono a forma di botte. Il suo diametro è di 150 nm e la sua lunghezza è di 300-500 nm. I microtubuli nei centrioli sono organizzati in tre filamenti fusi.

I centrioli si trovano in una struttura chiamata centrosoma. Ogni centrosoma è costituito da due centrioli e da una matrice ricca di proteine ​​chiamata matrice pericentriolare. In questa disposizione, i centrioli organizzano i microtubuli.

L'esatta funzione dei centrioli e della divisione cellulare non è ancora nota in dettaglio. In alcuni esperimenti, i centrioli sono stati rimossi e detta cellula è in grado di dividersi senza grossi inconvenienti. I centrioli sono responsabili della formazione del fuso mitotico: qui i cromosomi sono uniti.

Impianti

Nelle piante, i microtubuli svolgono un ruolo aggiuntivo nella disposizione della parete cellulare, aiutando a organizzare le fibre di cellulosa. Allo stesso modo, aiutano la divisione cellulare e l'espansione nelle piante.

Significato clinico e farmaci

Le cellule cancerose sono caratterizzate da un'elevata attività mitotica; quindi, trovare farmaci che mirano all'assemblaggio dei microtubuli aiuterebbe a fermare tale crescita.

Esistono numerosi farmaci responsabili della destabilizzazione dei microtubuli. Colcemide, colchicina, vincristina e vinblastina prevengono la polimerizzazione dei microtubuli.

Ad esempio, la colchicina è usata per trattare la gotta. Gli altri sono usati nel trattamento dei tumori maligni.

Riferimenti

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