Estructura de los microtúbulos
El citoesqueleto es una parte fundamental de la célula. Le da su forma y permite el transporte de los componentes celulares desde su lugar de síntesis hasta su lugar de acción. El citoesqueleto, del que puedes leer más aquí, está compuesto por polímeros de proteínas que se ensamblan formado fibras que serán usadas por las proteínas de transporte para viajar sobre ellas. En los eucariotas el citoesqueleto está formado por varios tipos de proteínas, cada uno con una función específica en el transporte y el mantenimiento de la forma celular. Los microtúbulos forman parte de estas proteínas, además de ellos encontramos filamentos de actina y filamentos intermedios.
En este artículo nos dedicaremos en exclusiva a la estructura proteica de los microtúbulos, para saber más sobre cómo se sintetizan los protofilamentos y los microtúbulos puedes dirigirte a nuestro artículo aquí y para saber más sobre las numerosas funciones de este componente del citoesqueleto puedes leer nuestro artículo aquí.
Los microtúbulos son polímeros proteicos formados por dímeros de tubulina alfa y beta. Las tubulinas son unas proteínas tubulares de bajo peso molecular, alrededor de 56 KDa. Las tubulinas alfa y beta son las formadoras de los microtúbulos. Mientras que las tubulinas gamma, forman parte de los centrosomas, centros organizadores de microtúbulos.
Cada pareja de tubulinas alfa-beta, es un heterodímero. Interacciona con otros 2 heterodímeros uno “arriba” y otro “abajo” mediante enlaces no covalentes entre la beta tubulina de un dímero y la alfa tubulina de otro. A estas estructuras longitudinales se las denomina protofilamentos, que son como cadenas largas, con miles de dímeros enlazados uno tras otro. Debido a las propiedades de los enlaces entre dímeros la estructura es relativamente rígida. A causa de las interacciones entre los heterodímeros se dice que los protofilamentos están polarizados, pues un extremos presenta una alfa tubulina y el otro una beta tubulina.
Estos protofilamentos se asocian entre sí lateralmente para formar los microtúbulos. La interacción ocurre de tal manera que quedan las tubulinas beta de los protofilamentos casi a la misma altura. Una vista al microscopio electrónico muestra que las subunidades del mismo tipo (las interacciones laterales son entre subunidades iguales, alfa-alfa o beta-beta) forman un patrón helicoidal en el microtúbulo. Casi cada 3 subunidades se completa una vuelta de la hélice. La hélice no es completamente simétrica, produciéndose que cada vuelta, es decir cada 3 subunidades, una tubulina alfa o beta, interacciona con una tubulina del otro tipo (produciéndose interacciones alfa-beta laterales). Este patrón se creyó durante mucho tiempo que estaba relacionado con la forma de polimerizar los microtúbulos, añadiendo los dímeros helicoidalmente. En la actualidad gracias a los experimentos in vivo realizados con microtúbulos se sabe que este patrón no tiene ninguna relación ni con la forma de síntesis ni con la estructura.
Cabe decir que las interacciones entre los heterodímeros que forman el protofilamento son más estables que las que forman con los protofilamentos adyacentes. Para formar los microtúbulos interaccionan normalmente 13 protofilamentos que forman un tubo hueco, aunque se han observado estructuras al microscopio de entre 12 y 15 protofilamentos. La circunferencia de un microtúbulo de 13 protofilamentos es de unos 25 nanómetros en su exterior y el hueco central de unos 12 nm.