Ci sono tre tipi di strutture citoscheletriche nelle cellule eucariotiche: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli. Con un diametro di circa 25 nm, i microtubuli sono i più spessi di queste fibre. I microtubuli svolgono una varietà di funzioni che includono la struttura e il supporto cellulare, il trasporto di organelli, la motilità cellulare (movimento) e la separazione dei cromosomi durante la divisione cellulare.
I microtubuli sono tubi cavi le cui pareti sono costituite da proteine globulari della tubulina. Ogni molecola di tubulina è un eterodimero, costituito da una sottounità di alpha-tubulina e da una sottounità di tubulina beta. I dimeri sono disposti in righe lineari chiamate protofilamenti. Un microtubulo di solito è costituito da 13 protofilamenti, disposti fianco a fianco, avvolti intorno al core cavo.
A causa di questa disposizione, i microtubuli sono polari, il che significa che hanno diverse estremità. L’estremità più alta è esposta all’alpha-tubulina, e l’estremità meno è esposta alla beta–tubulina. I microtubuli possono assemblarsi rapidamente, in lunghezza attraverso la polimerizzazione delle molecole di tubulina, e smontare. Le due estremità si comportano in modo diverso in questo senso. L’estremità più è in genere l’estremità in rapida crescita o la fine in cui viene aggiunto la tubulina, e l’estremità inferiore è l’estremità a crescita lenta o la fine in cui la tubulina si dissocia, a seconda della situazione.
Questo processo di instabilità dinamica, dove i microtubuli crescono e si restringono rapidamente, è importante per funzioni come il rimodellamento del citoscheletro durante la divisione cellulare e l’estensione degli assoni dai neuroni in crescita.
I microtubuli possono anche essere stabili, spesso legandosi alle proteine associate ai microtubuli, che aiutano la cellula a mantenere la sua forma. Altre proteine, chiamate proteine motorie, possono interagire con i microtubuli per trasportare organelli in una particolare direzione. Per esempio, molti neurotrasmettitori sono confezionati in vesciche nel corpo cellulare di un neurone e vengono poi trasportati lungo l’assone lungo una “traccia” di microtubuli, fornendo le vescicle dove sono necessari. Infine, i microtubuli possono anche sporgere all’esterno della cellula, formando i flagelli filamentosi e le ciglia che si muovono per spingere le cellule (come lo sperma) lungo, o per spostare il fluido attraverso le loro superfici, come nei polmoni.
