Heterogeneidad estructural de los microtúbulos revelada

Los microtúbulos son polímeros tubulares del heterodímero de tubulina α y β involucrados en muchas funciones esenciales, como la separación del material genético durante la división celular, su motilidad, el movimiento intracelular de los orgánulos y, en general, la organización (Una organización es) del citoplasma. (El citoplasma designa el contenido de una célula viva. Más precisamente, es el…).

Arriba: Evolución de la percepción de la organización de las moléculas de tubulina en la pared de los microtúbulos desde 1974 hasta 2022.
Abajo: mecanismo de polimerización (La polimerización se refiere a la reacción química, o el proceso, que permite…) de la tubulina que involucra interacciones longitudinales y laterales al final del microtúbulo en crecimiento, y que lleva a la formación de agujeros en su pared.
La presencia de estos agujeros de una a varias subunidades de longitud (La longitud de un objeto es la distancia entre sus dos extremos…) requiere la formación de enlaces laterales únicos entre moléculas de tubulina, no previstos antes.
© Denis Chrétien

Los microtúbulos se han considerado durante mucho tiempo como tubos regulares formados por el heterodímero αβ de la tubulina. Publicado en la revista eLife, este estudio destaca su heterogeneidad estructural, ya sea que se ensamblen a partir de extractos citoplasmáticos de ovocitos de xenopus o de tubulina purificada. Esta «inestabilidad estructural» de los microtúbulos podría estar implicada en su inestabilidad dinámica (La palabra dinámica suele utilizarse para designar o calificar lo que se refiere al movimiento. Es…), propiedad esencial para sus funciones en la célula.

En 1974, la observación (La observación es el acto de seguimiento cuidadoso de los fenómenos, sin la voluntad de…) de los microtúbulos por microscopía (La microscopía es la observación de una muestra (colocada en una preparación microscópica…) la electrónica sugirió que αβ los heterodímeros se organizan de forma helicoidal en la pared de los microtúbulos al participar en interacciones laterales heterotípicas del tipo α-β y β-α. Sin embargo, en 1993 se trabajó utilizando una proteína (Una proteína es una macromolécula biológica compuesta por una o .) que se une solo a la subunidad β de la tubulina, el dominio motor de la kinesina, mostró que las interacciones laterales entre los monómeros eran principalmente homotípicas, del tipo α-α y β-β, excepto a nivel de una sola línea, llamado unión. Poco después, en 1994, se demostró que los microtúbulos ensamblados a partir de tubulina purificada pouvaien t contiene múltiples uniones.

Nuestro conocimiento de la estructura de los microtúbulos se basa esencialmente en experimentos realizados con tubulina purificada, y carecemos críticamente de datos (en tecnología de la información (TI), un dato es una descripción elemental, a menudo…) sobre la organización de la tubulina. dentro de los microtúbulos presentes en las células. Por lo tanto, nuestra percepción actual de la organización de los heterodímeros αβ de tubulina en la pared de los microtúbulos sigue siendo la de una red homogénea interrumpida por una articulación única, como se describe en 1993.

Para cuestionar este paradigma firmemente anclado en la literatura, los científicos utilizaron criotomografía electrónica para determinar la estructura tridimensional de los microtúbulos ensamblados a partir de tubulina purificada y dentro de extractos citoplasmáticos de ovocitos de Xenopus más cercanos al estado celular. Para ello, han desarrollado un método para realizar reconstrucciones tridimensionales de segmentos de microtúbulos ligados al dominio motor de la proteína kinesina.

Este método de segmentación (En general, la palabra segmentación designa la acción de segmentar, el hecho de segmentar…) de los subtomogramas promediados les permitía destacar los cambios de número (La noción de número en lingüística se trata en el artículo » Número…) de articulaciones y/o su localización dentro de microtúbulos individuales, lo que implica la aparición de agujeros de una a unas pocas subunidades en su pared, ya sea que estén ensamblados a partir de tubulina purificada o dentro de extractos citoplasmáticos.

La heterogeneidad estructural de los microtúbulos revelada por crio-tomografía electrónica.
Extracto de video (El video reúne todas las técnicas, tecnología, permitiendo la grabación así como el…) tomado de un video creado por la Sra. Agnieszka Kawska, empresa Illuscienta, París (París es una ciudad francesa, capital de Francia y la capital de la región…).
© 2022, Guyomar et al.

Más información:
Los cambios en el número y la ubicación de las costuras inducen agujeros dentro de los microtúbulos ensamblados a partir de tubulina de cerebro porcino y en extractos citoplasmáticos de huevos de Xenopus.
Guyomar C, Bousquet C, Ku S, Heumann JM, Guilloux G, Gaillard N, Heichette C, Duchesne L, Steinmetz MO, Gibeaux R, Chrétien D.
Elife. 2022 12 de diciembre; 11: e83021. DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.83021

Laboratorio:
Instituto de Genética (Genética (del griego genno γεννώ = dar a luz) es…) y desarrollo de Rennes (CNRS/Universidad de Rennes)
2 Avenue (Una avenida es una gran vía urbana. En principio está arbolada y conduce a un…) por el profesor Léon Bernard.
35043 Rennes.

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