01 - Biologia Celular

Os microtúbulos são estruturas cilíndricas alongadas, com um canal central, apresentando diâmetros externos uniformes de 25nm e comprimentos variáveis que podem, por vezes, atingir vários micrômetros. Podem ser encontrados livres no citossol, na forma de feixes, ou constituindo estruturas mais organizadas, que são verdadeiras organelas microtubulares, como é o caso dos flagelos e centríolos.

Cada microtúbulo é um polímero formado, em sua maior parte, por tubulina, uma proteína composta por duas subunidades polipeptídicas, a α e a β-tubulinas, que se associam a moléculas de GTP. Estas moléculas são importantes na dinâmica de polimerização e despolimerização dos microtúbulos. A parede de um microtúbulo típico é constituída por treze fileiras dessas subunidades, denominadas de protofilamentos, dispostas em círculo (Fig. 3).

Figura 3: Estrutura molecular dos microtúbulos. Os dímeros de tubulina que os constituem (A) se alinham formando um protofilamento, que são polarizados (extremidades "+" e "-"). Treze protofilamentos formam a parede de um microtúbulo (C,D).

Fonte: ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K. & WALTER, P. - Molecular Biology of the Cell. 5th Edition, New York, Garland, 2008.

Os microtúbulos são, na verdade, estruturas polarizadas que se encontram em equilíbrio dinâmico com a forma de tubulina livre, não polimerizada. Durante a formação do microtúbulo, sub-unidades de tubulina são acrescidas pelas pontas.

Para saber mais sobre a Dinâmica de polimerização e despolimerização de microtúbulos, assista a animação abaixo: Animação.

Figura 4: Dinâmica de polimerização dos microtúbulos "in vitro". Os dímeros de tubulina (associados a GTP) são acrescidos e dissociados pelas extremidades, sendo a ponta "+" a extremidade mais ativa nesse processo. A forma polimerizada dos microtúbulos encontra-se em equilíbrio dinâmico com a forma dimérica, dependente da concentração de tubulina livre.

Fonte: LODISH, H, BERK, A., MATSUDAIRA, P., KAISER C.A., KRIEGER M., SCOTT M.P., ZIPURSKY, S.L. & DARNELL, J. Biologia Celular e Molecular. 5a edição. Porto Alegre, Artmed, 2005.

No entanto, as duas extremidades não se comportam de maneira idêntica. Assim, em uma delas, convencionada com sendo a extremidade "+", a reação de polimerização é mais rápida, assim como a despolimerização, enquanto que a extremidade oposta, denominada de "-", ela é mais lenta, da mesma forma que a despolimerização. A estabilidade dos microtubulos é variável de acordo com o local e função que desempenham numa célula, existindo, no entanto, vários mecanismos celulares que controlam sua polimerização ou despolimerização.

Alguns fatores externos, como baixas temperaturas e certas drogas como a colchicina e vimblastina, podem atuar no sentido da despolimerização de muitos microtúbulos. Outros, como o taxol, estabilizam os microtúbulos ou atuam no sentido inverso. Como estas drogas pertubam o equilíbrio dinâmico dos microtúbulos, frequentemente a despolimerização ou estabilização dessas estruturas, atuam também nos fusos mitóticos que se formam na mitose, impedidindo a divisão celular. Por isso, essas drogas são chamadas de drogas anti-mitóticas e são muito usadas na terapia contra o câncer no sentido de bloquear as divisões celulares descontroladas que caracterizam as células tumorais.