Mikrotubuli in der Signalübertragung

Mikrotubuli können entweder als einzelne Filamente oder durch spezialisierte Strukturen, einschließlich primärer Zilien, zur Zellsignalisierung beitragen.

Primäre Zilien ragen aus Basalkörpern heraus, die in die Plasmamembran eingebettet sind. Der Kern eines primären Ziliums, das sogenannte Axonem, hat Dublett-Mikrotubuli, die in einer radialen Anordnung von 9+0 angeordnet sind.

Im Gegensatz zu beweglichen Zilien fehlt ihnen das zentrale Paar aus Mikrotubuli, radialen Speichen und axonemalen Dyneinen. Diese unbeweglichen, haarähnlichen Strukturen fungieren als Antennen, die mit der Umgebung interagieren und externe Signale in die Zelle weiterleiten.

In der Netzhaut von Wirbeltieren findet sich beispielsweise ein primäres Zilium in Stäbchen- und Zapfenzellen. Das äußere Segment von Stäbchenzellen hat Photorezeptoren auf seiner Oberfläche, die Reize empfangen und über das primäre Zilium an das innere Segment der Stäbchenzellen weiterleiten.

Das innere Segment leitet das Signal weiter durch den Zellkörper an eine synaptische Endung, wo es in Form von Neurotransmittern wie Glutamat freigesetzt wird. In synaptischen Endlagern helfen Mikrotubuli, Mitochondrien zu verankern und synaptische Vesikel zu transportieren.