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4.10: Microtúbulos
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Microtubules
 
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4.10: Microtubules

4.10: Microtúbulos

There are three types of cytoskeletal structures in eukaryotic cells—microfilaments, intermediate filaments, and microtubules. With a diameter of about 25 nm, microtubules are the thickest of these fibers. Microtubules carry out a variety of functions that include cell structure and support, transport of organelles, cell motility (movement), and the separation of chromosomes during cell division.

Microtubules are hollow tubes whose walls are made up of globular tubulin proteins. Each tubulin molecule is a heterodimer, consisting of a subunit of α-tubulin and a subunit of β-tubulin. The dimers are arranged in linear rows called protofilaments. A microtubule usually consists of 13 protofilaments, arranged side by side, wrapped around the hollow core.

Because of this arrangement, microtubules are polar, meaning that they have different ends. The plus end has β-tubulin exposed, and the minus end has α-tubulin exposed. Microtubules can rapidly assemble—grow in length through polymerization of tubulin molecules—and disassemble. The two ends behave differently in this regard. The plus end is typically the fast-growing end or the end where tubulin is added, and the minus end is the slow-growing end or the end where tubulin dissociates—depending on the situation.

This process of dynamic instability, where microtubules rapidly grow and shrink, is important for functions such as the remodeling of the cytoskeleton during cell division and the extension of axons from growing neurons.

Microtubules also can be stable, often by binding to microtubule-associated proteins, which help the cell to maintain its shape. Other proteins, called motor proteins, can interact with microtubules to transport organelles in a particular direction. For example, many neurotransmitters are packaged into vesicles in the cell body of a neuron and are then transported down the axon along a “track” of microtubules, delivering the vesicles to where they are needed. Finally, microtubules can also protrude outside of the cell—making up the filamentous flagella and cilia that move to push cells (such as sperm) along, or to move fluid across their surfaces, such as in the lungs.

Existem três tipos de estruturas citoesqueléticas em células eucarióticas—microfilamentos, filamentos intermédios e microtúbulos. Com um diâmetro de cerca de 25 nm, os microtúbulos são os mais espessos dessas fibras. Os microtúbulos realizam uma variedade de funções que incluem estrutura e suporte celular, transporte de organelos, motilidade celular (movimento) e separação de cromossomas durante a divisão celular.

Microtúbulos são tubos ocos cujas paredes são compostas por proteínas de tubulina globular. Cada molécula de tubulina é um heterodímero, constituído por uma subunidade de α-tubulina e uma subunidade de β-tubulina. Os dímeros são organizados em cadeias lineares chamadas protofilamentos. Um microtúbulo geralmente consiste em 13 protofilamentos, dispostos lado a lado, enrolados em volta do núcleo oco.

Devido a esse arranjo, os microtúbulos são polares, o que significa que têm terminais diferentes. O terminal positivo tem β-tubulina exposta, e o terminal negativo tem α-tubulina exposta. Os microtúbulos podem montar-se rapidamente—crescer em comprimento através da polimerização de moléculas de tubulina—e desmontar-se. As duas extremidades comportam-se de forma diferente nesse sentido. O terminal positivo é tipicamente o termina de crescimento rápido ou o terminal onde a tubulina é adicionada, e o terminal negativo é o terminal de crescimento lento ou o terminal onde a tubulina se dissocia—dependendo da situação.

Esse processo de instabilidade dinâmica, em que os microtúbulos crescem e encolhem rapidamente, é importante para funções como a remodelação do citoesqueleto durante a divisão celular e a extensão dos axónios dos neurónios em crescimento.

Os microtúbulos também podem ser estáveis, muitas vezes ligando-se a proteínas associadas a microtúbulos, que ajudam a célula a manter a sua forma. Outras proteínas, chamadas proteínas motoras, podem interagir com microtúbulos para transportar organelos em uma determinada direção. Por exemplo, muitos neurotransmissores são embalados em vesículas no corpo celular de um neurónio e são transportados para a extremidade do axónio ao longo de uma “carreira” de microtúbulos, entregando as vesículas onde são necessárias. Por fim, os microtúbulos também podem projetar para fora da célula—compõem os flagelos filamentosos e cílios que se movem para empurrar as células (como o esperma) para a frente, ou para mover fluido através das suas superfícies, como nos pulmões.


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