1. Nucleazione :L'assemblaggio dei microtubuli inizia con la formazione di un sito di nucleazione, che funge da punto di partenza per la crescita dei microtubuli. Questo processo prevede il legame di specifici dimeri di tubulina, che sono gli elementi costitutivi dei microtubuli, al sito di nucleazione. I complessi dell'anello gamma-tubulina (γ-TuRC) sono fattori chiave di nucleazione presenti nel centrosoma, il centro primario di organizzazione dei microtubuli nelle cellule animali, e in altre posizioni cellulari.
2. Allungamento :Una volta stabilito un sito di nucleazione, i microtubuli iniziano ad allungarsi attraverso l'aggiunta sequenziale di dimeri di tubulina alle estremità in crescita del microtubulo. L'aggiunta dei dimeri di tubulina avviene in modo polarizzato, con un'estremità del microtubulo, nota come estremità più (+), che cresce più rapidamente dell'altra estremità, chiamata estremità meno (-).
3. Polimerizzazione e depolimerizzazione :I microtubuli subiscono un processo dinamico di polimerizzazione e depolimerizzazione, regolato da fattori cellulari. Durante la polimerizzazione, i dimeri di tubulina vengono aggiunti alle estremità in crescita dei microtubuli, aumentandone la lunghezza. Al contrario, la depolimerizzazione avviene quando i dimeri di tubulina vengono rimossi dalle estremità dei microtubuli, provocandone l’accorciamento.
4. Ciclismo del GTP e del PIL :L'assemblaggio e il disassemblaggio dei microtubuli sono strettamente legati all'idrolisi del guanosina trifosfato (GTP) in guanosina difosfato (PIL) sui dimeri di tubulina. I dimeri di tubulina legati al GTP hanno una maggiore affinità reciproca, favorendo la polimerizzazione e l'allungamento. Dopo l'idrolisi del GTP, i dimeri di tubulina diventano meno stabili e inclini alla depolimerizzazione. Questo ciclo GTP-GDP svolge un ruolo cruciale nel controllo della dinamica dei microtubuli.
5. Regolazione tramite fattori cellulari :L'assemblaggio e il disassemblaggio dei microtubuli sono strettamente regolati da fattori cellulari noti come proteine associate ai microtubuli (MAP) e proteine motrici. Le MAP modulano la stabilità, la crescita e l'organizzazione dei microtubuli interagendo con i dimeri di tubulina e altre strutture di microtubuli. Le proteine motrici, come le chinesine e le dineine, si muovono lungo i microtubuli, trasportando vari componenti cellulari e influenzandone l'organizzazione e la dinamica.
Coordinando questi processi, le cellule possono controllare la dimensione, la forma e la stabilità delle loro reti di microtubuli, che sono essenziali per la corretta funzione e organizzazione cellulare.
