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Les microtubules sont des cylindres en forme de fils composés d'un élément de construction protéique, la tubuline. La tubuline est constituée de deux sous-unités, alpha et bêta, qui forment un dimère librement disponible dans le cytoplasme. Treize molécules de tubuline se polymérisent de manière hélicoïdale pour former une boucle de la structure microtubulaire. La polymérisation peut se poursuivre de manière polarisée - vers une extrémité du brin - pour donner des brins de tubuline d'une longueur relativement importante.
L'état de la polymérisation est dynamique. La guanine triphosphate (GTP) a un effet stabilisateur sur la structure et permet la polymérisation. Lorsque le GTP est hydrolysé, le microtubule est rapidement désassemblé. La modification des résidus d'acides aminés de la tubuline peut également stabiliser les microtubules.
Les microtubules jouent un rôle central dans :
La formation des microtubules est perturbée par des médicaments qui lient les monomères de tubuline, comme la vinblastine et la colchicine.
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