Instabilità dei microtubuli

Nelle cellule eucariotiche, durante la divisione cellulare, i microtubuli costituiscono i componenti principali del fuso mitotico e sono necessari per la segregazione cromosomica.

I microtubuli sono estremamente dinamici. I singoli microtubuli crescono, si restringono e si alternano rapidamente tra la fase di crescita e quella di accorciamento. I microtubuli mostrano instabilità dinamica, il cambiamento imprevedibile tra crescita e restringimento.

Il passaggio dalla crescita al restringimento è chiamato catastrofe e il passaggio dal restringimento alla crescita è chiamato salvataggio. In qualsiasi momento, un gruppo di microtubuli si sta assemblando attivamente, mentre altri si stanno rapidamente smontando.

I microtubuli si nucleano e crescono attraverso la polimerizzazione end-to-end degli eterodimeri di tubulina legati al GTP. L'eterodimero della tubulina comprende una subunità alfa e beta.

La subunità beta-tubulina è legata a una forma idrolizzabile di GTP. L'idrolisi del GTP in GDP destabilizza la struttura dei microtubuli. La struttura si allarga sulla punta e l'effetto si propaga verso il basso, provocando la depolimerizzazione del microtubulo.

Una varietà di proteine regolatrici controlla la dinamica dei microtubuli. Diverse proteine associate ai microtubuli o MAP promuovono la stabilità dei microtubuli, mentre diverse altre proteine, i fattori di catastrofe, destabilizzano i microtubuli. Le cellule alterano l'attività delle proteine regolatrici per modificare la dinamica dei microtubuli a seconda della fase del ciclo cellulare.

Ad esempio, durante l'interfase, la maggior parte delle cellule animali contiene una matrice citoplasmatica di lunghi microtubuli che si irradiano da un singolo centrosoma. Quando le cellule passano alla fase mitotica e i centrosomi duplicati si spostano verso i poli opposti, l'instabilità dei microtubuli aumenta.

L'instabilità dei microtubuli facilita la formazione di una serie densa e dinamica di microtubuli mitotici, contribuendo alla formazione del fuso.