5.19 : Microtubules in Cell Motility

Mikrotubuli sind dicke, hohle zylindrische Proteine, die zur Bildung des Zytoskeletts beitragen. Mikrotubuli haben unterschiedliche Funktionen in der Zelle. Diese Filamente helfen bei der Bildung von Zellanhängen wie Zilien und Flagellen, die für die Fortbewegung verantwortlich sind. Die Flimmerhärchen entstehen aus Basalkörpern, die vom Hauptkörper durch eine membranartige Struktur getrennt sind, die die Übergangszone bildet. Diese Zone ist das Tor für den Eintritt von Lipiden und Proteinen, wodurch eine einzigartige Zusammensetzung von Lipiden und Proteinen in der Ziliarmembran und im Körper entsteht. Der zentrale Strang des Flagellums wird als Axonem bezeichnet und hat eine 9+2-Anordnung von Mikrotubuli.

Mikrotubuli helfen den Zellen, sich zu bewegen, indem sie Mechanismen wie die Modulation der Aktinpolymerisation nutzen, indem sie die Rho-GTPase-Signalwege regulieren. Während der Aktinpolymerisation sequestrieren Mikrotubuli mit Hilfe des +TIPs-Komplexes Signalmoleküle und Aktin-Assemblierungsfaktoren. Diese Moleküle werden erst beim Abbau von Mikrotubuli freigesetzt und regulieren so die Bildung von Lamellipodien und Filopodien.

Mikrotubuli können auch gerichtete Migrationen regulieren, wenn sie als Bahnen für Motorproteine fungieren, um intrazelluläre Fracht und Signalmoleküle an die Vorderkante der wandernden Zellen zu transportieren. Die kortikalen Mikrotubuli, die mit den fokalen Adhäsionsverbindungen verbunden sind, helfen dabei, fokale Adhäsionsproteine während der Zellmotilität aus der Zellmembran zu recyceln. Sie erleichtern auch die Wechselwirkung zwischen verschiedenen Komponenten des Zytoskeletts. Diese Mikrotubuli durchlaufen wiederholte Zyklen von Rettung und Katastrophe in der Nähe der Zellgrenzen, um die Zellmotilität zu regulieren.