MICROTÚBULS: ESTRUCTURA, FUNCIONS I IMPORTÀNCIA CLÍNICA - BIOLOGIA - 2025

Els microtúbuls són estructures cel·lulars en forma de cilindre que exerceixen funcions fonamentals relacionades amb el suport, mobilitat cel·lular i divisió cel·lular, entre d'altres. Aquests filaments són presents a l'interior de les cèl·lules eucariotes.

Són buits i el seu diàmetre intern es troba en l'ordre dels 25 nm, mentre que l'extern mesura 25 nm. La longitud varia entre 200 nm i 25 micres. Són estructures bastant dinàmiques, amb una polaritat definida, capaços de créixer i escurçar-se.

Estructura i composició

Els microtúbuls estan constituïts per molècules de naturalesa proteica. Es formen a partir d'una proteïna anomenada tubulina.

La tubulina és un dímer, els seus dos components són la α-tubulina i la β-tubulina. El cilindre buit està compost per tretze cadenes d'aquest dímer.

Els extrems d'un microtúbul no són iguals. És a dir, hi ha una polaritat dels filaments. Un extrem es coneix com a més (+) i l'altre menys (-).

El microtúbul no és una estructura estàtica, els filaments poden canviar de mida ràpidament. Aquest procés de créixer o escurçar-té lloc principalment en l'extrem; aquest procés s'anomena auto-acoblament. El dinamisme dels microtúbuls permet que les cèl·lules animals canviïn la seva forma.

Existeixen excepcions. Aquesta polaritat és indistinta a les microtúbuls de l'interior de les dendrites, en les neurones.

Els microtúbuls no estan repartits homogèniament en totes les formes cel·lulars. La seva ubicació depèn principalment de l'tipus cel·lular i l'estat de la mateixa. Per exemple, en alguns paràsits protozoaris, els microtúbuls formen una armadura.

Igualment, quan la cèl·lula es troba en interfase, aquests filaments estan dispersos en el citoplasma. Quan la cèl·lula comença a dividir-se, els microtúbuls comencen a organitzar-se en el fus mitòtic.

funcions

citoesquelet

El citoesquelet està compost per una sèrie de filaments, entre aquests els microtúbuls, filaments intermedis i microfilaments. Com el seu nom indica, el citoesquelet és l'encarregat de donar suport a la cèl·lula, motilitat i regulació.

Els microtúbuls s'associen amb proteïnes especialitzades (MAP, per les sigles en anglès, proteïnes associades als microtúbuls) per complir les seves funcions.

El citoesquelet és particularment important en les cèl·lules animals, ja que aquestes no tenen una paret cel·lular.

mobilitat

Els microtúbuls tenen un paper fonamental en funcions motores. Serveixen com una mena de pista perquè les proteïnes relacionades amb el moviment puguin desplaçar-se. Anàlogament, els microtúbuls són les vies de la carretera i les proteïnes dels carros.

Concretament, les cinesinas i la dineïna són proteïnes que es troben en el citoplasma. Aquestes proteïnes s'uneixen als microtúbuls per realitzar els moviments i permeten la mobilització de materials per tot l'espai cel·lular.

Transporten vesícules i es desplacen deixar anar distàncies pels microtúbuls. També poden transportar mercaderia que no es troba en les vesícules.

Les proteïnes motores posseeixen una espècie de braços, i mitjançant canvis en la forma d'aquestes molècules es pot dur a terme el moviment. Aquest procés és depenent d'ATP.

divisió cel·lular

Pel que fa a la divisió cel·lular, són indispensables per a la distribució adequada i equitativa dels cromosomes. Els microtúbuls es munten i formen el fus mitòtic.

Quan el nucli es divideix, els microtúbuls transporten i separen els cromosomes als nous nuclis.

Cilis i flagels

Els microtúbuls estan relacionats amb estructures cel·lulars que permeten el moviment: els cilis i els flagels.

Aquests apèndixs tenen forma de fuets prims i permeten a la cèl·lula desplaçar-se en el seu medi. Els microtúbuls propicien l'acoblament d'aquestes prolongacions cel·lulars.

Els cilis i flagels tenen una estructura idèntica; no obstant això, els cilis són més curts (10 a 25 micres) i solen treballar en conjunt. Per al moviment, la força aplicada és paral·lela a la membrana. Els cilis actuen com a "rems" que empenyen a la cèl·lula.

En contrast, els flagels són més llargs (50 a 70 micres) i generalment la cèl·lula presenta un o dos. La força aplicada és perpendicular a la membrana.

La visió transversal d'aquests apèndixs presenta una disposició 9 + 2. Aquesta nomenclatura fa referència a la presència de 9 parells de microtúbuls fusionats que envolten un parell central no fusionat.

La funció motora és el producte de l'acció de proteïnes especialitzades; la dineïna és una d'aquestes. Gràcies a l'ATP, la proteïna pot canviar la seva forma i permetre el moviment.

Centenars d'organismes fan servir aquestes estructures per desplaçar-se. Els cilis i els flagels són presents en organismes unicel·lulars, en espermatozoides i en animals petits multicel·lulars, entre d'altres. El cos basal és el organelo cel·lular d'on s'originen els cilis i flagels.

centríols

Els centríols són extremadament similars als cossos basals. Aquests orgànuls són característics de les cèl·lules eucariotes, exceptuant les cèl·lules vegetals i certs protistas.

Aquestes estructures posseeixen forma de barril. El seu diàmetre és de 150 nm i la longitud de 300-500 nm. Els microtúbuls en els centríols estan organitzats en tres filaments fusionats.

Els centríols es situen en una estructura anomenada centrosoma. Cada centrosoma està compost per dos centríols i una matriu rica en proteïna anomenada matriu pericentriolar. En aquesta ordenació, els centríols organitzen els microtúbuls.

La funció exacta dels centríols i la divisió cel·lular encara no es coneix amb detall. En certs experiments, els centríols han estat remoguts i aquesta cèl·lula és capaç de dividir-se sense major inconvenient. Els centríols s'encarreguen de formar el fus mitòtic: aquí s'uneixen els cromosomes.

plantes

A les plantes els microtúbuls tenen un paper addicional en la disposició de paret cel·lular, ajudant a organitzar les fibres de cel·lulosa. Igualment, ajuden a la divisió i expansió cel·lular en vegetals.

Importància clínica i drogues

Les cèl·lules cancerígenes es caracteritzen per una activitat mitòtica alta; per tant, trobar drogues el blanc sigui l'acoblament de microtúbuls ajudaria a aturar aquest creixement.

Hi ha una sèrie de fàrmacs encarregats de desestabilitzar els microtúbuls. La colcemida, la colquicina, la vincristina i la vinblastina impedeixen la polimerització dels microtúbuls.

Per exemple, la colquicina es fa servir per tractar la gota. Els altres es fan servir en el tractament de tumors malignes.

referències

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologia: la vida a la terra. Pearson educació.
2. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologia. Ed. Mèdica Panamericana.
3. Eynard, AR, Valentich, MA, & Rovasio, RA (2008). Histologia i embriologia de l'ésser humà: bases cel·lulars i moleculars. Ed. Mèdica Panamericana.
4. Kierszenbaum, A EL (2006). Histologia i Biologia Cel·lular. Segona edició. Elsevier Mosby.
5. Rodak, BF (2005). Hematologia: fonaments i aplicacions clíniques. Ed. Mèdica Panamericana.
6. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Vida: La ciència de la biologia. Ed. Mèdica Panamericana.