Niestabilność mikrotubul

W komórkach eukariotycznych podczas podziału komórki mikrotubule stanowią główne składniki wrzeciona mitotycznego i są niezbędne do segregacji chromosomów.

Mikrotubule są niezwykle dynamiczne. Poszczególne mikrotubule rosną, kurczą się i szybko przechodzą między fazami wzrostu i skracania. Mikrotubule wykazują dynamiczną niestabilność, nieprzewidywalną zmianę między wzrostem a kurczeniem się.

Przejście od wzrostu do kurczenia się nazywa się katastrofą, a przejście od kurczenia się do wzrostu nazywa się ratunkiem. W dowolnym momencie grupa mikrotubul aktywnie się składa, podczas gdy inne szybko się demontują.

Mikrotubule nukleują się i rosną przez end-to-end polimeryzację heterodimerów tubuliny związanych z GTP. Heterodimer tubuliny składa się z podjednostki alfa i beta.

Podjednostka beta-tubuliny jest związana z hydrolizowalną formą GTP. Hydroliza GTP do GDP destabilizuje strukturę mikrotubul. Struktura rozchyla się na końcu, a efekt rozchodzi się w dół, powodując depolimeryzację mikrotubul.

Różnorodność białek regulatorowych kontroluje dynamikę mikrotubul. Kilka białek związanych z mikrotubulami lub MAP sprzyja stabilności mikrotubul, podczas gdy kilka innych białek, czynników katastroficznych, destabilizuje mikrotubule. Komórki zmieniają aktywność białek regulatorowych, aby zmienić dynamikę mikrotubul w zależności od fazy cyklu komórkowego.

Na przykład podczas interfazy większość komórek zwierzęcych zawiera cytoplazmatyczny układ długich mikrotubul promieniujących z pojedynczego centrosomu. Gdy komórki przechodzą do fazy mitotycznej, a zduplikowane centrosomy przesuwają się w kierunku przeciwnych biegunów, zwiększa się niestabilność mikrotubul.

Niestabilność mikrotubul ułatwia tworzenie gęstego, dynamicznego układu mikrotubul mitotycznych, przyczyniając się do tworzenia wrzeciona.