Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

4.10: Microtubuli
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Microtubules
 
TRANSCRIPT

4.10: Microtubules

4.10: Microtubuli

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.

Er zijn drie soorten cytoskeletstructuren in eukaryote cellen: microfilamenten, intermediaire filamenten en microtubuli. Met een diameter van ongeveer 25 nm zijn microtubuli de dikste van deze vezels. Microtubuli vervullen een verscheidenheid aan functies, waaronder celstructuur en -ondersteuning, transport van organellen, celmotiliteit (beweging) en de scheiding van chromosomen tijdens celdeling.

Microtubuli zijn holle buisjes waarvan de wanden zijn opgebouwd uit bolvormige tubuline-eiwitten. Elk tubulinemolecuul is een heterodimeer, bestaande uit een subeenheid van α-tubuline en een subeenheid van β-tubuline. De dimeren zijn gerangschikt in lineaire rijen die protofilamenten worden genoemd. Een microtubule bestaat gewoonlijk uit 13 protofilamenten, naast elkaar gerangschikt, gewikkeld rond de holle kern.

Vanwege deze opstelling zijn microtubuli polair, wat betekent dat ze verschillende uiteinden hebben. Het plus-uiteinde heeft β-tubuline blootgesteld en het min-uiteinde heeft α-tubuline blootgesteld. Microtubuli kunnen snelassembleren - groeien in lengte door polymerisatie van tubulinemoleculen - en demonteren. De twee uiteinden gedragen zich in dit opzicht anders. Het positieve uiteinde is typisch het snelgroeiende uiteinde of het uiteinde waar tubuline wordt toegevoegd, en het minpunt is het langzaam groeiende uiteinde of het uiteinde waar tubuline uiteenvalt - afhankelijk van de situatie.

Dit proces van dynamische instabiliteit, waarbij microtubuli snel groeien en krimpen, is belangrijk voor functies zoals de hermodellering van het cytoskelet tijdens celdeling en de uitbreiding van axonen van groeiende neuronen.

Microtubuli kunnen ook stabiel zijn, vaak door te binden aan met microtubuli geassocieerde eiwitten, die de cel helpen zijn vorm te behouden. Andere eiwitten, motoreiwitten genaamd, kunnen een interactie aangaan met microtubuli om organellen in een bepaalde richting te transporteren. Veel neurotransmitters worden bijvoorbeeld verpakt in blaasjes in het cellichaam van een neuron en vervolgens langs het axon getransporteerd langs een 'spoor' van microtubulis, waardoor de blaasjes worden afgeleverd waar ze nodig zijn. Ten slotte kunnen microtubuli ook buiten de cel uitsteken - ze vormen de filamenteuze flagella en cilia die bewegen om cellen (zoals sperma) voort te duwen, of om vloeistof over hun oppervlak te verplaatsen, zoals in de longen.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter