instabilité des microtubules

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briana
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instabilité des microtubules

23 janvier 2022, 11:03

Bonjour,

Est-ce qu'il serait possible de refaire un point sur l'instabilité dynamique des microtubules et plus particulièrement sur qui lie quoi s'il-vous-plait ? Je n'ai pas compris le role de la tubuline gamma au final dans cette instabilité dynamique et ce qu'elle hydrolyse. Est ce que l'hydrolyse du GTP en GDP est propre aux tubulines alpha et beta ou est ce que la tubuline gamma intervient aussi ?

Merci pour votre réponse,
Bonne journée. :D

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luciepits
Tuteur de Biologie Cellulaire
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Re: instabilité des microtubules

24 janvier 2022, 11:01

Saluuut !
Allez c’est parti pour un récap de la mort qui tue !

Tout d’abord, je vais revenir sur deux éléments des microtubules qu’il faut bien différencier : le microtubule lui-même et le MTOC (centre organisateur des microtubules).

Le microtubule MT :
Le MT est composé de la succession de deux tubulines qui s’assemblent en un dimère :
- Une tubuline α = extrémité négative
- Une tubuline β = extrémité positive

Les dimères de tubuline s’assemblent de façon linéaire pour former un protofilament. L’assemblage de 13 protofilaments forme un MT.

> Les tubulines α et les tubulines β servent à la formation des microtubules

Le MTOC :
In vivo, les microtubules émanent d’un centre cellulaire ( = MTOC = centrosome) proche du noyau de la cellule qui contrôle l’orientation et le nombre de MT.

Ce centre cellulaire est composé de :
- 2 centrioles perpendiculaires l’un à l’autre
- de protéines formant la matrice du centrosome,
- parmi ces protéines se trouvent les tubulines gamma.

Ces tubulines gamma, ou anneaux de tubulines gamma sont des sites de nucléation, c’est-à-dire qu’ils servent de point de départ des microtubules au niveau du centre cellulaire (=MTOC). Ce sont des gamma-TuRCs (gamma-Tubulin Ring Complex).

A partir des gamma TuRC, les MT sont tous orientés de la même façon : du pôle – vers le pôle +.
Le pôle correspondant, in vivo, au site de nucléation et le pôle + correspondant à la partie du microtubule qui se polymérise.

Le MTOC = 2 centrioles + sites de nucléation (gamma TuRC) + matrice du centrosome

> Les tubulines gamma ne servent donc qu’au point de départ des MT

Voici un petit schéma pour rendre ça plus visuel :
gamma.png
gamma.png (330.08 Kio) Consulté 1274 fois
Rentrons maintenant dans le vif du sujet : l’instabilité des MT.
En effet ce sont les éléments les plus instables du cytosquelette car ils ont la capacité de se polymériser (former des MT en ajoutant des dimères de tubulines) et se dépolymériser (« détruire » les MT formés en renvoyant les dimères de tubulines dans le pool cytoplasmique) en permanence. Ce remodelage rapide ++ des MT au contact avec une cellule les rend très instables.

Comment ?!
Grâce à l’hydrolyse du GTP en GDP de la tubuline β de chaque dimère de tubulines ! Et uniquement de la tubuline β. Attention : La tubuline α n’est pas capable d’hydrolyser le GTP !

Voyons ça de plus près :
Lorsque qu’un dimère de tubulines s’ajoute sur un MT, il est sous forme GTP et protège le bout du MT car celui-ci ne peut pas se dépolymériser sous forme GTP. Mais peu de temps après son incorporation, le GTP lié au dimère de tubulines est hydrolysé en GDP, uniquement sur les tubulines β.

> C’est sous cette forme GDP que le MT devient instable car il peut se dépolymériser.

C’est pour cela que le MT possède une GTPcap, comme une sorte d’armure de dimères de tubulines sous forme GTP au bout du MT, qui a pour mission d’empêcher le MT de se dépolymériser trop vite.
Mais si cette GTPcap est complètement hydrolysée, elle met à nu les dimères sous forme GDP et rend le MT instable.
- Si la vitesse de l’hydrolyse > la vitesse de la polymérisation : dépolymérisation
- Si la vitesse de l’hydrolyse < la vitesse de la polymérisation : polymérisation

> L’instabilité des microtubules est donc régie par les tubulines β

Et voilà un microtubule avec sa belle GTP cap ! C’est la bille rouge, la tubuline β qui porte le GTP puis s’hydrolyse en GDP (la bille verte claire) :
GTPcap.png
GTPcap.png (103.3 Kio) Consulté 1274 fois
J’espère avoir répondu le mieux possible à ta question, n’hésite pas à me relancer si quelque chose n’est pas clair !
Plein de courage et bonne semaine !!!!

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briana
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Re: instabilité des microtubules

25 janvier 2022, 10:07

Woow merci beaucoup d'avoir pris le temps, c'est largement plus clair ! 😊👌🏼

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