A la tubuline
est une protéine sphérique, on trouve habituellement dans les cellules
eucaryotes, qui vient dans de nombreuses formes, qui jouent tous un rôle
essentiel dans la structure et la fonction de la cellule. Les formes de ces
protéines alpha et bêta sont les blocs de construction de base de microtubules,
un des principaux composants d'une cellule de cytosquelette. La tubuline gamma,
une troisième forme de cette famille de protéines, travaille en collaboration
avec d'autres protéines pour initier la création de microtubules dans un
processus appelé microtubules nucléation. Deux autres protéines de cette
famille, les variétés de delta et epsilon, peuvent jouer un rôle dans la mitose
des cellules, bien que la recherche sur ces protéines ne soit pas aussi
étendue. La plupart des formes de la tubuline sont connues pour être des protéines
hétérodimères, ce qui signifie qu'ils sont composés de deux séquences
polypeptidiques non identiques liées entre elles.
Avant les formes
alpha et bêta de la tubuline peuvent aller travailler création microtubules
dans un processus connu sous le nom de polymérisation, la forme gamma doit
d'abord fournir un cadre en combinant avec d'autres protéines pour former une
structure appelée le complexe annulaire gamma tubuline (y-turc). Une fois que l’y-turc
est formée, la polymérisation peut se produire à l'aide de l’y-turc comme une
plate-forme. La forme gamma de la protéine se trouve généralement dans un
organite cellulaire connu sous le nom centrosome, qui est un centre
d'organisation des microtubules (MTOC).
Le procédé de
polymérisation se déroule généralement dans un MTOC, et comprend les formes
alpha et bêta de la protéine de liaison à un nucleotide de guanosine triphosphate
appelé (GTP). Bien que lié à GTP, des dimères de tubuline se disposent en
longues chaînes de polymères appelés protofilaments, qui sont disposés en
alternant les formes de protéines alpha et bêta. Ces protofilaments sont
ensuite entassés dans les fibres creuses qui sont microtubules. Les
microtubules sont une partie importante de la cytosquelette d'une cellule,
jouant un rôle essentiel dans le maintien de la forme et de la structure de la
cellule. Ils sont capables de passer la formation pour aider à l'exécution des
fonctions cellulaires comme la mitose et de transport des vésicules, en partie
en raison de la nature souple de l'alpha et bêta tubuline.
On pensait
autrefois que ces protéines ne sont apparus dans les cellules eucaryotes.
Toutefois, dans les années 1950, on a découvert que les cellules procaryotes,
en particulier les bactéries, possèdent une protéine appelée Filamenting mutant
sensible à la température Z (FtsZ) qui est homologue à la famille des protéines
de la tubuline. FtsZ est codée par le gène ftsZ et est un composant du
cytosquelette procaryote. Elle joue un rôle dans la division cellulaire
procaryote, en créant une structure appelée la bague de FtsZ qui est
essentielle à la formation de nouvelles parois cellulaires. L'anneau FtsZ est également
utilisé dans certaines cellules eucaryotes pour la division des chloroplastes
et certaines variétés de mitochondries.