Microtubules, like microfilaments, is dynamic structures, changing in length and interactions to react to intra-cellular or extra-cellular changes. しかし、細胞内における微小管の一般的な配置は、相互作用と同様に重なり合う部分はあるものの、マイクロフィラメントとは大きく異なっている。 マイクロフィラメントは、その極性に関して、いかなる種類のグローバルな組織も持っていない。 マイクロフィラメントは、細胞内の多くの場所で始動し、終末を迎える。 一方、ほとんどすべての微小管は、MTOC(微小管組織化中心)と呼ばれる核周囲の領域に(-)端を持ち、その中心から外に向かって放射状に伸びている。 微小管はすべてMTOCから外側に放射状に伸びているので、前述のように細胞の周辺に多く存在するマイクロフィラメントよりも、細胞の中心部に集中していることは驚くにはあたらない。 ある種の細胞(主に動物)では、MTOCは中心体として知られる構造を含んでいる。 これは、中心体(互いに垂直に配置された2つの短い樽状の微小管ベースの構造)と、十分に定義されていない中心体周囲物質(PCM)の濃度から構成されている。 中心極は9本のフィブリルからなり、それぞれが連結して円柱を形成し、さらに中心軸に放射状のスポークで連結している。 図中の電子顕微鏡写真は、中心核の断面図である。

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Figure \(\PageIndex{5}⑅). マウスの胚性脳細胞における中心核の断面を示す電子顕微鏡写真。 L. Howard and M. Marin-Padilla, 1985

抗体遮断、RNA発現妨害、遺伝子ノックアウトによるγ-チューブリン機能の阻害により、γ-チューブリン機能がなければ微小管構造は形成しないことが確認されている。 また、有糸分裂後期(アナフェ期以降)の調整にも関与しているようである。

ただし、各3連のうち、完全な微小管(A管と呼ぶ)は1つだけで、B管とC管は完全な管を形成しない(それぞれA管、B管と壁を共有している)。 興味深いことに、中心核は細胞内の微小管ネットワークにはつながっていないようである。 しかし、定義された中心体があろうとなかろうと、MTOC領域はすべての微小管アレイの起点となる。 これは、MTOCが高濃度のγ-チューブリンを含んでいるためである。 なぜこれが重要なのか? すべての細胞骨格要素で、微小管で最も顕著であるが、微小管の核形成、つまり開始の速度は、既存の構造を伸ばす速度よりかなり遅い。 同じ生化学的な相互作用であることから、二量体の最初の環の位置を決めるのが難しいのだと推測される。 γ-チューブリンは、微小管の核形成のテンプレートとなるγ-チューブリン環状複合体を形成することでこのプロセスを促進する(図( \PageIndex{6}) )

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Figure \(\PageIndex{6}). γ-チューブリン環複合体は微小管核形成を促進する。

このことは、MTOCが1つである動物や真菌の細胞でも、微小管核形成部位が複数で分散している植物細胞でも同様である。

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