Les microtubules

Les microtubules

Filament de 25nm, constitués par de la tubuline 80% et des MAP 20% (microtubule associated protein).

Tubuline

Caractéristiques biochimiques

On dénombre beaucoup de microtubule dans les voies nerveuses, le cerveau.

La tubuline représente 20% de la masse protéique, la purification est facile.

Cycle d’assemblage et désassemblage des microtubules régulés par :

• la température, dépolymérise au froid
• présence de GTP favorable à la polymérisation,

Association de deux protéines globulaires : alpha et beta.

Ces monomères ont une masse de 55 kDa, donc 450 acides aminés.

L’association de ces dimères est assistées par des protéines chaperonnes, replie le protéines et association de dimères.

Ces sous unités portent un nucléotide où alpha a du GTP et beta du GTP ou de GDP.

Le GTP alpha n’est pas hydrolysable à l’inverse du GTP beta.

Pour chaque tubuline, 6 à 8 isoformes, où la variation se fait en Cter où la séquence est variable.

Ils sont exprimés de façon ubiquitaire ou uniquement dans les neurones, cellules hématopoïétiques.

Modifications post traductionnelles de la tubuline

• phosphorylation
• acétylation
• poly glycination, réversible
• poly glutamylation, les chaines sont ramifiées et de différente longueur
• excision de tyrosine en Cter, réversible

Toutes se produisent dans la région Cter de la tubuline, catalysées par des enzymes.

Différents types de réseaux selon les modifications, les propriétés ne seront pas équivalentes.

Interaction des microtubules avec des protéines MAP : moteurs moléculaire, fixation à l’extrémité +, séquestration, réticulation.

1-2 Polymérisation des microtubules et instabilité dynamique

1.2.1 Polymérisation

La présence de GTP est favorable à la polymérisation des microtubules

La longueur de plusieurs dizaines de micromètres, largeur de 25nm

L’association des dimères forment un protofilament tubuline αβαβαβ, puis s’associent avec 13 autres pour former le microtubule.

Les protofilaments sont de forme hélicoïdale des dimères de tubuline.

Il y a un équilibre entre les dimères et les microtubules polymérisés.

1.2.2 Instabilité dynamique

En présence de GTP les dimères sont organisés de manière rectiligne.

L’hydrolyse de la sous unité β change la conformation donnant une courbure et du GDP.

La courbure se produit à l’extérieur du microtubule, entrainant une dépolymérisation.

Le GTPΥs n’est pas hydrolysable, la dépolymérisation est alors bloquée.

L’extrémité est donc stable en présence de GTP.

Voir p8

1.3 Polarite des microtubules

1.3.1 Vitesse

L’extrémité – représente la sous unité α plus lente, l’extrémité + la sous unité β plus rapide.

1.3.2 orientation intracellulaire

En interphase, les microtubules ont leur origine - dans le centrosome et vont en périphérie de la cellule +.

En division le fuseau est constitué de microtubule à l’orientation particulière, aux pôles du fuseau les extrémités négatives. En périphérie les extrémités positives.

1.4 centres organisateurs des microtubules COMT, MTOC

Le centrosome constitue le centre organisateur. La plupart des cellules végétales n’en n’ont pas, assuré par des éléments reliés à l’enveloppe nucléaire.

Variété des ces centres organisateurs.

Le centrosome est constitué de :

• centrioles
• protéines associés, matériel péri centriolaires

Les centrioles sont constitués de 9 triplets de microtubules stables.

Deux centrioles perpendiculaire l’un à l’autre.

L’un des deux centrioles porte des appendices – satellites.

Dans le matériel péri centriolaire :

• tubuline Υ
• ninéine, péricentrine

L’anticorps anti tubulineΥ se fixe sur une colonne de chromatographie, un extrait cellulaire passe.

Lavage, élution –décrochage de la fixation du la colonne-, microscopie électronique.

Les γTuRC, anneau contenant de la tubuline γ, sont de puissants activateurs de la polymérisation, site de nucléation pour la formation de ces microtubules.

Les Grip, Gamma ring protein

La partie basale est un socle, une coiffe ; la partie supérieure γTusc tubulin small complex.

La tubulineγ se fixe sur Tusc, croissance du microtubule.

Ils sont associés au matériel péri centriolaire, où croit des micros tubules, pendant la maturation du centrosome la quantité de γTurc augmente.

Equilibre entre la réserve cytoplasmique et le centrosome.

Au moment de la fusion chromatique, les γ sont présents le long du fuseau, certains microtubules n’étant pas lié directement aux pôles.

Les γ  sont associés à des membranes.

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