Os microtúbulos são componentes essenciais do citoesqueleto eucariótico, envolvidos em vários processos celulares, como divisão celular, transporte intracelular e manutenção da forma celular. A montagem e desmontagem dos microtúbulos são rigorosamente reguladas por vários mecanismos celulares. Aqui está uma visão geral de como as células montam seu esqueleto de microtúbulos:

1. Nucleação :A montagem dos microtúbulos começa com a formação de um local de nucleação, que atua como ponto de partida para o crescimento dos microtúbulos. Este processo envolve a ligação de dímeros específicos de tubulina, que são os blocos de construção dos microtúbulos, ao local de nucleação. Complexos de anéis gama-tubulina (γ-TuRCs) são fatores-chave de nucleação encontrados no centrossoma, o principal centro de organização de microtúbulos em células animais e em outras localizações celulares.

2. Alongamento :Uma vez estabelecido um local de nucleação, os microtúbulos começam a se alongar por meio da adição sequencial de dímeros de tubulina às extremidades crescentes do microtúbulo. A adição de dímeros de tubulina ocorre de maneira polarizada, com uma extremidade do microtúbulo, conhecida como extremidade positiva (+), crescendo mais rapidamente do que a outra extremidade, chamada extremidade negativa (-).

3. Polimerização e Despolimerização :Os microtúbulos passam por um processo dinâmico de polimerização e despolimerização, regulado por fatores celulares. Durante a polimerização, dímeros de tubulina são adicionados às extremidades crescentes dos microtúbulos, aumentando o seu comprimento. Por outro lado, a despolimerização ocorre quando os dímeros de tubulina são removidos das extremidades dos microtúbulos, causando seu encurtamento.

4. Ciclagem de GTP e PIB :A montagem e desmontagem dos microtúbulos estão intimamente ligadas à hidrólise do trifosfato de guanosina (GTP) em difosfato de guanosina (PIB) em dímeros de tubulina. Os dímeros de tubulina ligados ao GTP têm maior afinidade entre si, favorecendo a polimerização e o alongamento. Após a hidrólise do GTP, os dímeros de tubulina tornam-se menos estáveis ​​e propensos à despolimerização. Este ciclo GTP-PIB desempenha um papel crucial no controle da dinâmica dos microtúbulos.

5. Regulação por Fatores Celulares :A montagem e desmontagem dos microtúbulos são fortemente reguladas por fatores celulares conhecidos como proteínas associadas aos microtúbulos (MAPs) e proteínas motoras. Os MAPs modulam a estabilidade, o crescimento e a organização dos microtúbulos interagindo com dímeros de tubulina e outras estruturas de microtúbulos. Proteínas motoras, como cinesinas e dineínas, movem-se ao longo dos microtúbulos, transportando vários componentes celulares e influenciando sua organização e dinâmica.

Ao coordenar estes processos, as células podem controlar o tamanho, a forma e a estabilidade das suas redes de microtúbulos, que são essenciais para a função e organização celular adequada.