microtúbulos são estruturas intracelulares filamentosas responsáveis por vários tipos de movimentos em todas as células eucarióticas. Microtúbulos estão envolvidos na divisão nucleica e celular, na organização da estrutura intracelular e no transporte intracelular, bem como na motilidade ciliar e flagelar., Uma vez que as funções dos microtúbulos são tão críticas para a existência de células eucarióticas (incluindo as nossas), é importante que compreendamos a sua composição, como são montadas e desmontadas, e como a sua montagem/desmontagem e funções são reguladas pelas células. por uma questão de brevidade, apenas os conceitos básicos e universais sobre microtúbulos e sua organização em flagella serão apresentados aqui, deixando muitas perguntas sem resposta., Você vai descobrir que os livros de texto fornecem descrições mais completas de microtúbulos e suas estruturas e funções, mas eles também deixam muitas perguntas sem resposta. Os livros didáticos raramente nos dizem o quanto a ciência sabe e não sabe sobre eles, e é claro que eles não podem estar atualizados com as últimas descobertas. Para compreender completamente um assunto é importante ir a várias fontes. Se o assunto é especialmente importante para você, você deve procurar a literatura primária, ou seja, relatórios de pesquisa originais.,
“Blocos de construção” de microtúbulos – tubulinas
todas as células eucarióticas produzem a tubulina proteica, da forma habitual. A maneira usual, naturalmente, é pela transcrição de genes que codifiquem para tubulina produzir RNA mensageiro, seguido pela tradução de mRNA pelos ribossomas, a fim de produzir proteína. As células mantêm pelo menos dois tipos de tubulina, que chamamos de tubulina alfa e beta. No entanto, é duvidoso que os dois tipos podem ser encontrados em células como proteínas individuais.,
Alfa e beta tubulina ligam-se espontaneamente para formar uma subunidade funcional que chamamos de heterodímero. Um heterodímero é uma proteína que consiste em dois produtos genéticos diferentes. O termo é totalmente descritivo – o prefixo hetero – significa “diferente”, o prefixo di – significa “dois”, e o sufixo -mer refere-se a uma unidade, neste caso, um único polipeptídeo. Obviamente, as células não continuam a produzir tubulina (ou qualquer outra proteína) até ficarem sem recursos. Alguns processos devem regular a síntese de tubulina., Um mecanismo regulamentar comum é a inibição do feedback.
a figura ilustra a inibição da síntese de tubulina pela presença de heterodímeros no sistema. Exatamente como essa inibição ocorre é irrelevante para esta discussão. Mais sobre o conceito importante de inibição de feedback pode ser encontrado em outro lugar.quando as condições intracelulares favorecem a montagem, os heterodímeros de tubulina reúnem-se em protofilamentos lineares. Protofilamentos por sua vez se reúnem em microtúbulos., Todo este conjunto está sujeito a regulação pela célula.
microtúbulos formam uma estrutura para estruturas tais como o aparato de fuso que aparece durante a divisão celular, ou as organelas whiplike conhecidas como cilia e flagela. Os cílios e flagelos são os modelos mais bem estudados para a estrutura e montagem de microtúbulos, e são muitas vezes usados por manuais para introduzir microtúbulos.
instabilidade dinâmica dos microtúbulos
em condições de estado estacionário, uma microtúbula pode parecer ser completamente estável, no entanto, a acção está a ter lugar constantemente., Populações de microtúbulos geralmente consistem em alguns que estão encolhendo e alguns que estão crescendo. Um único microtúbulo pode oscilar entre as fases de crescimento e encurtamento. Durante o crescimento, os heterodímeros são adicionados ao final de um microtúbulo, e durante o encolhimento eles saem como subunidades intactas. O mesmo heterodímero pode sair e voltar.
Uma vez que mesmo estruturas microtubulares aparentemente estáveis têm uma instabilidade intrínseca, elas são consideradas em um equilíbrio dinâmico, ou estado estacionário., Olhe aqui para aprender sobre a diferença entre um estado estável e um verdadeiro equilíbrio.cílios e flagelos para compreender a regulação da montagem e função de microtúbulos em qualquer organismo é uma tarefa difícil. Estudar microtúbulos em células como vertebrados complexos (por exemplo, humanos) é uma tarefa quase impossível, sem algumas “dicas” sobre como proceder. Os mecanismos básicos podem ser trabalhados usando um modelo biológico muito menos complexo, como um flagelado., Por exemplo, a flagela do Protista fotossintético Chlamydomonas é composta de microtúbulos, assim como todos os flagelos e cílios. cílios e flagelos têm a mesma estrutura básica. Eles são ligados a estruturas conhecidas como corpos basais, que por sua vez são ancorados ao lado citoplásmico da membrana plasmática. A partir dos corpos basais a “espinha dorsal” microtúbula estende-se, empurrando a membrana plasmática para fora com ela.
para formar cílios ou flagelos, os microtúbulos organizam-se numa matriz “9 + 2”., Cada um dos dois microtúbulos centrais consiste num único microtúbulo com 13 protofilamentos dispostos para formar a parede de um tubo circular. Cada um dos nove exteriores consiste de um par de microtúbulos que compartilham uma parede comum (veja as secções transversais de microtúbulos na figura). Veja a secção completa cuidadosamente. A aparência capilar de flagela e cílios em um microscópio de luz é enganadora. Toda a estrutura está dentro do citoplasma da célula.
o tratamento dado aqui à estrutura dos microtúbulos ignora a sua verdadeira complexidade., Microtúbulos funcionais incluem proteínas associadas, locais de ancoragem e centros organizadores, locais de atividade enzimática, etc. Em cílios e flagelos, a tubulina forma uma estrutura central para a qual outras proteínas contribuem com estruturas chamadas braços dinein, raios radiais e ligações nexin. Os braços, os raios e as ligações mantêm os microtúbulos Unidos e permitem a interacção entre microtúbulos que é superficialmente semelhante ao deslizamento de actina e filamentos de miosina na contracção muscular.