1. Nucléation :L'assemblage des microtubules commence par la formation d'un site de nucléation, qui sert de point de départ à la croissance des microtubules. Ce processus implique la liaison de dimères de tubuline spécifiques, qui sont les éléments constitutifs des microtubules, au site de nucléation. Les complexes d'anneaux gamma-tubuline (γ-TuRC) sont des facteurs de nucléation clés trouvés au niveau du centrosome, le principal centre d'organisation des microtubules dans les cellules animales, et à d'autres emplacements cellulaires.
2. Élongation :Une fois qu'un site de nucléation est établi, les microtubules commencent à s'allonger grâce à l'ajout séquentiel de dimères de tubuline aux extrémités en croissance du microtubule. L'ajout de dimères de tubuline se produit de manière polarisée, avec une extrémité du microtubule, appelée extrémité plus (+), se développant plus rapidement que l'autre extrémité, appelée extrémité moins (-).
3. Polymérisation et dépolymérisation :Les microtubules subissent un processus dynamique de polymérisation et de dépolymérisation, régulé par des facteurs cellulaires. Pendant la polymérisation, des dimères de tubuline sont ajoutés aux extrémités en croissance des microtubules, augmentant ainsi leur longueur. À l’inverse, la dépolymérisation se produit lorsque les dimères de tubuline sont retirés des extrémités des microtubules, ce qui entraîne leur raccourcissement.
4. Cyclage du GTP et du PIB :L'assemblage et le démontage des microtubules sont étroitement liés à l'hydrolyse du guanosine triphosphate (GTP) en guanosine diphosphate (GDP) sur les dimères de tubuline. Les dimères de tubuline liés au GTP ont une plus grande affinité les uns pour les autres, favorisant la polymérisation et l'élongation. Lors de l'hydrolyse du GTP, les dimères de tubuline deviennent moins stables et sujets à la dépolymérisation. Ce cycle GTP-GDP joue un rôle crucial dans le contrôle de la dynamique des microtubules.
5. Régulation par des facteurs cellulaires :L'assemblage et le démontage des microtubules sont étroitement régulés par des facteurs cellulaires appelés protéines associées aux microtubules (MAP) et protéines motrices. Les MAP modulent la stabilité, la croissance et l'organisation des microtubules en interagissant avec les dimères de tubuline et d'autres structures de microtubules. Les protéines motrices, telles que les kinésines et les dynéines, se déplacent le long des microtubules, transportant divers composants cellulaires et influençant leur organisation et leur dynamique.
En coordonnant ces processus, les cellules peuvent contrôler la taille, la forme et la stabilité de leurs réseaux de microtubules, qui sont essentiels au bon fonctionnement et à l’organisation cellulaire.
