Neste artigo, explicaremos como é a estrutura e a função dos chamados microtúbulos e o que você pode entender por instabilidade dinâmica.
Os microtúbulos são entendidos como estruturas de proteínas finas que são conectadas para formar um sistema semelhante a um tubo dentro da célula. Juntamente com os filamentos intermediários e os microfilamentos, os microtúbulos formam a base do citoesqueleto da célula, que é encontrado nessa forma apenas em eucariotos . Os microtúbulos vêm em versões móveis e de curta duração ou estáveis e de longa duração. Os compostos proteicos também funcionam como um elemento estabilizador em procariontes , mas não são diretamente comparáveis aos microtúbulos. A semelhança dos citoesqueletos de ambos os tipos de células é provavelmente devido ao desenvolvimento análogo .
Os ramos tubulares dos microtúbulos surgem de unidades globulares (proteínas esféricas). Seu tamanho está entre 15 e 25 nanômetros e, portanto, é mais de 25.000 vezes menor que a própria célula.Os microtúbulos estão se tornando cada vez mais importantes, especialmente no tratamento do câncer. Ingredientes ativos especiais que influenciam o alinhamento dos cromossomos durante a divisão das células tumorais já são aprovados como agentes citostáticos ou quimioterápicos.
Microtúbulos simplesmente explicados
Os microtúbulos fazem parte do chamado citoesqueleto dentro das células dos eucariotos . Você pode imaginar isso como uma grande rede de proteínas diferentes. Os procariontes têm uma estrutura no citoplasma que se assemelha ao citoesqueleto. No entanto, eles realmente não contêm microtúbulos.
Um microtúbulo é basicamente uma pequena estrutura de proteína tubular. Com um tamanho de apenas cerca de 15 a 25 nm, é extremamente pequeno.
Os microtúbulos têm várias tarefas dentro da célula. Por um lado, o aparelho do fuso consiste deles dentro das divisões nucleares mitose e meiose . Assim, eles estão diretamente envolvidos no arranjo correto dos cromossomos . Eles, portanto, desempenham um papel extremamente importante no crescimento celular e durante a reprodução .
Por outro lado, eles são capazes de controlar os movimentos das vesículas dentro da célula. As vesículas geralmente contêm uma grande variedade de substâncias sinalizadoras que são transportadas para as várias organelas celulares.Definição
Os microtúbulos (en.: microtúbulo (Sg.), microtúbulos (Pl.)) são complexos de proteínas tubulares dentro das células eucarióticas. Eles formam a base do citoesqueleto e desempenham um papel importante na formação do fuso mitótico e no transporte das vesículas.
Estrutura de microtúbulos
Sua composição é dada por uma estrutura básica, o protofilamento . Você pode imaginar um filamento como uma pequena estrutura em forma de fio feita de proteína (= filamento de proteína).
Os protofilamentos são constituídos pelas chamadas 
-tubulinas em uma extremidade e 
-tubulinas na outra. Estas são proteínas esféricas compostas por cerca de 450 aminoácidos. Um microtúbulo consiste em cerca de 13 desses protofilamentos. Os protofilamentos são construídos de acordo com o chamado princípio cabeça-cauda. Isso significa que uma -tubulina (cabeça) está sempre conectada a uma -tubulina.
Esse tipo de link ocorre em muitas conexões. Da mesma forma, existem links de ponta a ponta e links de ponta a ponta.
Os microtúbulos estão ligados ao chamado centro de organização de microtúbulos ( MTOC ) através da -tubulina.
Você pode imaginar isso como o ponto de partida do crescimento, ou seja, a ligação dos microtúbulos. Existem vários tipos diferentes de MTOCs. Um dos MTOCs mais importantes, o centrossomo, é encontrado na célula animal .
Juntamente com os microfilamentos e os filamentos intermediários, os microtúbulos formam o citoesqueleto.
Um microfilamento também é frequentemente referido como um filamento de actina porque consiste principalmente na proteína actina. Difere de um microtúbulo principalmente em seu tamanho. Com um diâmetro de apenas cerca de 6 nm, um microfilamento é ainda menor que um microtúbulo.
Os filamentos intermediários também consistem em várias proteínas. Com um diâmetro de aproximadamente 10 nm, são ligeiramente maiores que os microfilamentos.
A estrutura básica dos microtúbulos é representada por um chamado protofilamento. Este consiste em dímeros de alfa e beta-tubulina, que em combinação formam os subsistemas ramificados do microtúbulo (protofilamentos).
A estrutura típica dos microtúbulos em forma de espiral é causada por um grande número de protofilamentos, que também compõem a estrutura característica do corpo oco. Os protofilamentos são montados de acordo com o princípio cabeça-cauda. Isso significa que os protofilamentos têm apenas segmentos de beta-tubulina em forma de anel de um lado e apenas as unidades de alfa-tubulina do outro lado. Esta propriedade é um pré-requisito essencial para uma polaridade sincronizada dos microtúbulos.
função de microtúbulo
Os microtúbulos desempenham várias funções importantes dentro da célula.
Basicamente, eles dão à célula uma certa estabilidade mecânica dentro do citoesqueleto . A célula fica assim bem protegida contra a maioria das influências externas.
A função dos microtúbulos é baseada não apenas nas interações entre as unidades de tubulina, mas também dentro dos protofilamentos. As tarefas dos microtúbulos são, portanto, também multifuncionais. Além de influenciar o correto arranjo dos cromossomos durante a mitose , eles também incluem o movimento das vesículas na célula. A atividade da vesícula é baseada em um “sistema de trilhos” que serve como requisito de transporte para as proteínas motoras e consiste nos microtúbulos.
Além disso, os microtúbulos formam flagelos ou cílios em certos tipos de células para fins de locomoção. Um exemplo marcante desse processo facilitado pelos microtúbulos é a locomoção dos espermatozoides. Os microtúbulos também estão ativamente envolvidos no processo de captura de presas durante a fagocitose.
movimento da vesícula
Eles também são responsáveis pelo movimento das vesículas dentro da célula. Uma vesícula é uma estrutura esférica com sua própria membrana. Seu trabalho é transportar substâncias dentro da célula ou para outras células. Os microtúbulos estabelecem uma espécie de “sistema de trilhas” para as vesículas se moverem. As vesículas ligam-se aos microtúbulos através das chamadas proteínas motoras (cinesina, dineína, miosina).
Essa proteína motora consiste basicamente em uma região chamada de cabeça com duas cabeças e uma região de cauda. A região da cabeça é capaz de se ligar aos microtúbulos e produzir energia na forma de ATP. A região da cauda liga as vesículas a si mesma. Ao clivar ATP em ADP, é liberada energia que pode alterar o arranjo espacial da região da cabeça. A proteína motora avança passo a passo, com uma das duas cabeças sempre ligada ao microtúbulo.
Componentes do aparelho do fuso
A próxima “tarefa” de um microtúbulo é que eles compõem os principais componentes do aparato do fuso na mitose e na meiose .
Em nosso artigo Uma comparação de mitose e meiose , apresentamos e comparamos brevemente esses dois tipos de divisão nuclear.
O aparelho do fuso é composto por três tipos de microtúbulos . Estes são os microtúbulos polares, astrais e cinetócoros. Os microtúbulos polares estendem-se de pólo a pólo celular. Podem assim estender-se para além do plano equatorial do aparelho do fuso.
Os microtúbulos astrais se conectam ao citoesqueleto. Eles estão dispostos em forma de estrela ao redor dos pólos das células.
Microtúbulos
Os microtúbulos do cinetócoro são provavelmente os mais importantes dos três tipos. Eles desempenham um papel fundamental na separação dos cromossomos.
Eles são formados na prófase da mitose. Na prometáfase subsequente, eles se ligam aos chamados cinetócoros dos cromossomos. Você pode pensar nisso como pequenas estruturas de proteínas que ficam no centrômero dos cromossomos. Eles são uma espécie de sítio de ligação para um microtúbulo cinetócoro. Depois de encaixar no cinetócoro, os cromossomos são separados.
movimento flagelo
A quarta tarefa de um microtúbulo diz respeito aos chamados flagelos de certos tipos de células. Um flagelo é o órgão de locomoção , especialmente em procariontes. No entanto, eles também existem em algumas células eucarióticas, como o esperma.
Eles são cercados por sua própria membrana celular e preenchidos com citoplasma. No seu interior são constituídos por microtúbulos. Eles são dispostos em uma determinada estrutura em sua seção transversal. Você também pode se referir a essa estrutura como 9×2+2. Nove microtúbulos duplos formam um círculo com dois microtúbulos simples no meio.
Este arranjo também é muitas vezes referido como um axonema. O axonema é responsável pelo movimento dos flagelos. Várias proteínas motoras dentro do axonema permitem que os microtúbulos sejam contraídos ou expandidos e deslocados em relação uns aos outros. Isso cria o movimento elíptico típico dos flagelos.
Instabilidade dinâmica
Dentro da célula estão os chamados microtúbulos estáveis e dinâmicos . Devido à sua estrutura, o microtúbulo estável é o principal responsável pelo transporte da vesícula e pela estabilidade da célula. O microtúbulo dinâmico ocorre em funções que requerem remodelação rápida. É o caso, por exemplo, da mitose.
A instabilidade dinâmica refere-se à constante montagem e desmontagem dos microtúbulos dentro da célula.
- Microtúbulos, filamentos intermediários e microfilamentos compõem o citoesqueleto da célula.
- Os microtúbulos também estão envolvidos na mitose (arranjo dos cromossomos), na mobilidade de certos tipos celulares (formação de flagelos) e no sistema de transporte das vesículas.