MicrotbuloLosmicrotbulosson estructuras tubulares de las clulas, de 25 nm dedimetroexterior y unos 12 nm de dimetro interior, con longitudes que varan entre unos pocosnanmetrosamicrmetros, que se originan en los centros organizadores de microtbulos y que se extienden a lo largo de todo elcitoplasma. Se hallan en lasclulas eucariotasy estn formadas por la polimerizacin de undmerode dosprotenasglobulares, laalfay labetatubulina.Los microtbulos intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento devesculasdesecrecin, movimiento deorgnulos, transporte intracelular de sustancias, as como en la divisin celular (mitosisymeiosis) y que, junto con losmicrofilamentosy losfilamentos intermedios, forman elcitoesqueleto. Adems, constituyen la estructura interna de losciliosy losflagelos.Los microtbulos se nuclean y organizan en loscentros organizadores de microtbulos(COMTs), como pueden ser elcentrosomao loscuerpos basalesde losciliosyflagelos. Estos COMTs pueden poseercentroloso no.Adems de colaborar en el citoesqueleto, los microtbulos intervienen en el trnsito de vesculas (vase ladinenao lacinesina), en la formacin delhuso mitticomediante el cual lasclulas eucariotassegregan suscromtidasdurante ladivisin celular, y en el movimiento de cilios y flagelos.

Estructura[editar]Los microtbulos son heteropolmeros de - y -tubulina, los cuales forman dmeros, que son su unidad estructural.1Los dmeros polimerizan en 13protofilamentos, que luego se agregan lateralmente para formar estructuras cilndricas huecas. Para polimerizar se requiere la presencia dedmerosa una concentracin mnima determinada denominada concentracin crtica, aunque el proceso se acelera por la adicin de ncleos, que son elongados.Una importante caracterstica de los microtbulos es supolaridad. La tubulinapolimerizapor adicin de dmeros en uno o ambos extremos del microtbulo. La adicin es por unin cabeza con cola, en la formacin de los protofilamentos. As, se forman filas sesgadas de monmeros de y -tubulina en la pared, lo que provoca una polaridad global al microtbulo. Debido a que todos los protofilamentos de un microtbulo tienen la misma orientacin, un extremo est compuesto por un anillo de -tubulina (denominado extremo -) y, el opuesto, por un anillo de -tubulina (denominado extremo +).

Funcin[editar]Lapolimerizacinde los microtbulos se nuclea en un centro organizador de microtbulos. En ellos existe un tipo de tubulina, llamada -tubulina, que acta nucleando la adicin de nuevos dmeros, con intervencin de otras protenas reguladoras. As, se considera la existencia de un complejo anular de -tubulina, siempre situado en el extremo - del microtbulo.3En simples palabras, cumple la funcin dedivisin celularen laclula vegetal, en la clula animal es elCentriolo, en la vegetal es el microtbulo.

Inestabilidad dinmica[editar]Durante la polimerizacin, ambas unidades de tubulina se encuentran unidas a una molcula deguanosn trifosfato.1El GTP desempea una funcin estructural en la -tubulina, pero es hidrolizado aGDPen la -tubulina. Esta hidrlisis modula la adicin de nuevos dmeros. As, el GTP sehidrolizatras un lapso del tiempo, lo que permite que, si la adicin de dmeros es rpida, se forme en el extremo (+) un casquete de -tubulina unida a GTP, mientras que, de ser lenta, lo que se expone es tubulina unida a GDP. Pues bien: esta unin a uno u otro nucletido es la que determina la velocidad de polimerizacin o despolimerizacin del microtbulo. As, un casquete en el extremo (+) con GTP favorece la elongacin, mientras que uno de GDP, la despolimerizacin.4

Diagrama de la dinmica de polimerizacin de la tubulina.Ahora bien, este proceso, de adicin o no de nuevos monmeros, depende de la concentracin de dmeros de -tubulina en la solucin; si su concentracin es mayor de un parmetro conocido como concentracin crtica (Cc) (que es la constante de equilibrio de disociacin de los dmeros del extremo del microtbulo), el microtbulo crece, y si es menor, decrece. Y segn la presencia de un casquete de GTP o GDP, la Cc es distinta, lo cual define que el extremo (+) y (-) tengan valores distintos, lo que a su vez redunda que la actividad dinmica del extremo (+) sea mayor debido a una menor Cc especfica. El microtbulo, por tanto, puede crecer por ambos extremos o slo por uno, dependiendo de la concentracin de dmeros de -tubulina. La interaccin del extremo (-) con el MTOC disminuye mucho su actividad.MAP[editar]Existen otras protenas denominadas MAP (Microtubule Associated Protein) protenas asociadas a microtbulos. Se considera que colaboran en el ensamblaje de los dmeros para formar microtbulos, en la estabilizacin de estos y en su relacin con los microtbulos adyacentes.Las MAP se clasifican por su peso molecular en dos grupos: MAP de bajo peso molecular 55-62 kDaTambin denominadas protenas (tau). Recubren al microtbulo y establecen uniones con microtbulos adyacentes. MAP de alto peso molecular 200-1000 kDaSe conocen 4 tipos de MAP diferentes: MAP-1, MAP-2, MAP-3, MAP-4 Las MAP-1 comprende por lo menos 3 protenas diferentes: A, B y C. La C es importante en el transporte retrgrado de vesculas y se denominadineina citoplasmtica. Las MAP-2 estn en las dendritas y el cuerpo de las neuronas, donde se asocian a otros filamentos. Las MAP-4 se encuentran en la mayora de las clulas y estabilizan los microtbulos.Propiedades de la polimerizacin de la tubulina[editar]Resumen global de dichas propiedades: A concentraciones de -tubulina superiores a la Cc los dmeros se polimerizan para formar microtbulos; por debajo de la Cc, los microtbulos se despolimerizan. El nucletido, GTP o GDP, unido a la -tubulina hace que la Cc para el ensamblaje en los extremos (+) y (-) de un microtbulo sea diferente; por analoga con el ensamblaje deactinafilamentosa, se define el extremo (+) como el preferido por el ensamblaje. Con concentraciones superiores de -tubulina a la Cc para la polimerizacin, los dmeros se agregan en mayor cantidad al extremo (+). Cuando la concentracin de -tubulina es ms elevada que la Cc del extremo (+) pero menor que la Cc del (-), se puede dar un crecimiento en una sola direccin agregando subunidades a un extremo y disociando subunidades del extremo opuesto.Estas caractersticas derivan en la existencia de una inestabilidad dinmica de los microtbulos, que consiste en que, en una misma clula, algunos microtbulos estn despolimerizndose (catstrofe) y otros elongndose (rescate).Protenas motoras[editar]Existen protenas que aprovechan la hidrlisis de ATP para generar energa mecnica y desplazar sustancias sobre microtbulos. stas son ladinena, transportador retrgrado, y lakinesina, transportador antergrado. Ladinenaes una molcula de estructura similar a lakinesina: consta de dos cadenas pesadas idnticas que conforman dos cabezas globulares y de un nmero variable de cadenas intermedias y de cadenas ligeras. Transportan desde el extremo (+) hacia el (-) del canal intramicrotubular. Se sugiere que la actividad de hidrlisis deATP, fuente de energa de la clula, se encuentra en las cabezas globulares. La dinena transporta vesculas y orgnulos, por lo que debe interaccionar con sus membranas, y, para interactuar con ellas, requiere de un complejo proteico, de cuyos elementos cabe destacar ladinactina.

Una kinesina unida a un microtbulo. La mayora de laskinesinasintervienen en el transporte antergrado de vesculas, es decir, que implican un movimiento hacia la parte ms distal de laclulao laneurita, desde el extremo (-) hacia el (+) de los microtbulos, sobre los que se desplazan. Por el contrario, otra familia de protenas motoras, lasdinenas, emplean los mismos rales pero dirigen las vesculas a la parte ms proximal de la clula, por lo que su transporte es retrgrado.Farmacologa[editar]Existen una gran cantidad dedrogascapaces de unirse a la tubulina, modular su estado de activacin y de este modo interferir con la dinmica microtubular a concentraciones intracelulares mucho ms bajas que la de tubulina. De este modo, las clulas detienen suciclo celulary pueden conducir a la muerte celular programada oapoptosis. Los compuestos que modulan la actividad de tubulina pueden dividirse de forma general en dos grandes grupos: En primer lugar estn los inhibidores de su polimerizacin, como lacolchicina5y lavincristina,6que se unen a sta impidiendo que forme microtbulos. Por otro lado, estn los agentes estabilizantes de microtbulos (MSAs), como elpaclitaxel(conocido comercialmente comotaxol)7y eldocetaxel,8los cuales se unen preferentemente a la tubulina ensamblada, minimizando la disociacin de la tubulina-GDP de los extremos de los microtbulos e induciendo el ensamblaje de la tubulin-GDP normalmente inactiva. Los frmacos moduladores de la polimerizacin de microtbulos han sido muy usados en laterapia antitumoral. Al ser indispensables para la mitosis y detenerla, se logra actuar contra el tumor, pero tambin se ven afectados aquellos tejidos en rpida proliferacin (mdula sea, mucosa intestinal...). El xito clnico del paclitaxel y el docetaxel ha conducido a la bsqueda de nuevos compuestos con el mismo mecanismo de accin y al descubrimiento en los ltimos aos de una gran cantidad de agentes estabilizantes de microtubulos con al menos dos sitios de unin distintos. se encuentran en la celula animal.Otras funciones[editar]Adems de su papel estructural como componente delcitoesqueleto(junto con laactinay losfilamentos intermedios), los microtbulos estn relacionados con procesos biolgicos.En el desarrollo[editar]El citoesqueleto de microtbulos es esencial durante los procesos morfogenticos deldesarrollode los organismos. Por ejemplo, durante laembriognesis en la mosca de la fruta,Drosophila melanogaster, se requiere de una red de microtbulos intacta y polarizada dentro del oocito a fin de establecer los ejes del huevo; de este modo, las seales entre las clulas foliculares y las del oocito (como los factores semejantes alTGF-alfa) provocan la reorganizacin de los microtbulos situando su extremo menos en la zona anterior del oocito, lo que polariza la estructura y conlleva la aparicin de un eje anterior-dorsal.9Esta implicacin en la arquitectura del cuerpo tambin se da enmamferos.10Otro campo en el cual los microtbulos son esenciales es la formacin delsistema nerviosoenvertebradossuperiores; en ellos, la dinmica de la tubulina y de las protenas asociadas (como las MAPs) es controlada con precisin a fin de desarrollar la baseneuronaldelcerebro.11Regulacin de la expresin gnica[editar]El citoesqueleto celular es un elemento dinmico que acta a muchos niveles en la clula: adems de dotarla de una forma determinada y de vertebrar el trfico de vesculas y orgnulos, puede influir en laexpresin gnica. No obstante, las vas celulares (esto es, los mecanismos detransduccin de seales) que intervienen en esta comunicacin son muy poco conocidos. No obstante, se ha descrito la relacin entre la despolimerizacin de microtbulos mediada por frmacos y la expresin especfica defactores de transcripciny, por ello, la expresin diferencial de los genes dependientes de la presencia de estos factores.12Esta comunicacin entre el citoesqueleto y la regulacin de la respuesta celular est tambin relacionada con la generacin defactores de crecimiento: por ejemplo, esta relacin existe para elfactor de crecimiento de tejido conectivo.13En la terapia contra elcncereste hecho tiene vital importancia pues el medicamentos antitumoralpaclitaxelposee como diana el citoesqueleto de microtbulos, y es precisamente la interaccin de este ltimo con elementos que modulan elciclo celularlo que provoca, en presencia del antitumoral, una serie de fallos celulares en las clulas cancerosas que conducen a su muerte celular programada oapoptosis