Instabilité des microtubules

Dans les cellules eucaryotes, lors de la division cellulaire, les microtubules forment les principaux composants du fuseau mitotique et sont nécessaires à la ségrégation des chromosomes.

Les microtubules sont extrêmement dynamiques. Les microtubules individuels se développent, rétrécissent et alternent rapidement entre les phases de croissance et de raccourcissement. Les microtubules présentent une instabilité dynamique, le changement imprévisible entre la croissance et le rétrécissement.

Le passage de la croissance à la décroissance s’appelle une catastrophe et le passage de la décroissance à la croissance s’appelle un sauvetage. À tout moment, un groupe de microtubules s’assemble activement, tandis que d’autres se désassemblent rapidement.

Les microtubules se nucléent et se développent par polymérisation de bout en bout d’hétérodimères de tubuline liés au GTP. L’hétérodimère de tubuline comprend une sous-unité alpha et une sous-unité bêta.

La sous-unité bêta-tubuline est liée à une forme hydrolysable de GTP. L’hydrolyse du GTP en GDP déstabilise le cadre des microtubules. La structure s’évase à l’extrémité et l’effet se propage vers le bas, provoquant la dépolymérisation du microtubule.

Une variété de protéines régulatrices contrôlent la dynamique des microtubules. Plusieurs protéines associées aux microtubules ou MAP favorisent la stabilité des microtubules, tandis que plusieurs autres protéines, facteurs de catastrophe, déstabilisent les microtubules. Les cellules modifient l’activité des protéines régulatrices pour modifier la dynamique des microtubules en fonction de la phase du cycle cellulaire.

Par exemple, pendant l’interphase, la plupart des cellules animales contiennent un réseau cytoplasmique de longs microtubules rayonnant à partir d’un seul centrosome. Au fur et à mesure que les cellules passent à la phase mitotique et que les centrosomes dupliqués se déplacent vers les pôles opposés, l’instabilité des microtubules augmente.

L’instabilité des microtubules facilite la formation d’un réseau dense et dynamique de microtubules mitotiques, contribuant ainsi à la formation du fuseau.