4.10: Les microtubules

Il existe trois types de structures cytosquelettiques dans les cellules eucaryotes : les microfilaments, les filaments intermédiaires et les microtubules. Avec un diamètre d’environ 25 nm, les microtubules sont les plus épaisses de ces fibres. Les microtubules réalisent une grande variété de fonctions qui incluent la structure et le soutien cellulaires, le transport des organites, la motilité (mouvement) cellulaire et la séparation des chromosomes pendant la division cellulaire.

Les microtubules sont des tubes creux dont les parois sont composées de protéines de tubuline globulaire. Chaque molécule de tubuline est un hétérodimère, composé d’une sous-unité de tubuline-α et d’une sous-unité de tubuline-β. Les dimères sont disposés en rangées linéaires appelées protofilaments. Un microtubule se compose habituellement de 13 protofilaments, disposés côte à côte, enroulés autour du cœur creux.

En raison de cet arrangement, les microtubules sont polaires, ce qui signifie qu’ils ont des extrémités différentes. L’extrémité plus possède la tubuline-β qui est exposée, et l’extrémité moins possède la tubuline-α exposée. Les microtubules peuvent rapidement s’assembler — se développer en longueur grâce à la polymérisation des molécules de tubuline — et se désassembler. Les deux extrémités se comportent différemment à cet égard. L’extrémité plus est généralement l’extrémité à croissance rapide ou l’extrémité à laquelle la tubuline est ajoutée, et l’extrémité moins est l’extrémité à croissance lente ou l’extrémité de laquelle la tubuline se dissocie, selon la situation.

Ce processus d’instabilité dynamique, où les microtubules se développent et rétrécissent rapidement, est important pour des fonctions telles que le remodelage du cytosquelette pendant la division cellulaire et l’extension des axones des neurones en développement.

Les microtubules peuvent également être stables, souvent en se liant à des protéines associées aux microtubules, qui aident la cellule à maintenir sa forme. D’autres protéines, appelées des protéines motrices, peuvent interagir avec les microtubules pour transporter les organites dans un sens particulier. Par exemple, de nombreux neurotransmetteurs sont empaquetés dans des vésicules au niveau du corps cellulaire d’un neurone et sont ensuite transportés à travers l’axone, le long d’une “ voie ” de microtubules, acheminant les vésicules à l’endroit où ils sont nécessaires. Enfin, les microtubules peuvent également dépasser à l’extérieur de la cellule, ce qui constitue la flagelle filamenteuse et les cils qui bougent pour pousser sur les cellules (comme les spermatozoïdes) ou pour déplacer le fluide sur leurs surfaces, comme dans les poumons.

- [Formateur] Les microtubules, éléments cytosquelettiquesles plus denses des cellules, sont des structures creusesqui se composent de protéines globulaires appariées,les tubulines alpha et bêta. Ces hétérodimères formentdes rangées linéaires appelées protofilaments,qui ont une polarité structurelle. Ce qui veut dire que chaque groupement est dotéd'une extrémité positive et d'une extrémité négative.

Du côté positif, où les tubulines bêta sont exposées,des dimères sont ajoutés. En revanche, du côté négatif, où les tubulines alphas'orientent vers l'extérieur, une dissociation se produit. Dans d'autres cas, les microtubules assurent une stabilitéen se liant directement à différentes protéinesdont celles associées aux microtubules.

De plus, leur polarité permet un mouvement directionneldans tout le cytoplasme comme c'est le cas avec la dynéineet la kinésine, protéines motricesqui transportent efficacementdiverses charges comme les vésicules. Les microtubules sont aussi des composants clés des cilset des flagelles, prolongements spécialisésqui déplacent le fluideà la surface de cellules stationnaireset fonctionnent comme propulseurs pour les autres cellulesen les déplaçant dans leur environnement. Impliqués dans la séparation des chromosomeslors de la division cellulaire,dans le transport des vésicules dans le cerveauou dans le nettoyage des déchets des poumons,les microtubules sont essentielsà la croissance et au développement,à la capacité d'organisation et au support,et à la motilité, nécessaires aux cellules.