La principale différence entre l'instabilité dynamique et le tapis roulant est que l'instabilité dynamique se produit lorsque les microtubules s'assemblent et se désassemblent à une extrémité, tandis que le tapis roulant se produit lorsqu'une extrémité polymérise et que l'autre extrémité se dissimule.
Les microtubules sont des polymères cellulaires dynamiques. Ils régulent de nombreuses activités cellulaires essentielles au corps humain. Ce sont la division cellulaire, la mitose, l'adhésion, les migrations dirigées, la signalisation cellulaire, la livraison de vésicules et de protéines dans les deux sens depuis la membrane plasmique, la polymérisation et le remodelage de l'organisation cellulaire et de la forme cellulaire. Le cytosquelette comprend des microtubules, des filaments intermédiaires et des filaments d'actine. Ils se reconstituent ou se réorganisent en réponse à des signaux externes qui régulent les activités cellulaires. L'instabilité dynamique et le tapis roulant sont deux phénomènes qui se produisent dans de nombreux filaments cellulaires du cytosquelette.
Qu'est-ce que l'instabilité dynamique ?
L'instabilité dynamique permet aux cellules de réorganiser rapidement le cytosquelette en cas de besoin. Les microtubules contiennent des caractéristiques dynamiques uniques. Généralement, un sous-ensemble de microtubules se développe rapidement tandis que d'autres rétrécissent. Cette combinaison de rétrécissement, de croissance et de transitions rapides entre deux états est appelée instabilité dynamique. Les microtubules dynamiques ont une durée de vie limitée, de sorte que des faisceaux de microtubules sont en cours de recréation. Les processus de croissance et de contraction des microtubules sont des processus actifs et consomment de l'énergie. Cela permet aux microtubules de s'adapter plus rapidement aux environnements changeants. Cela leur permet également de prendre des dispositions structurelles en réponse aux besoins cellulaires.
Figure 01: Instabilité dynamique
Les microtubules sont constitués de sous-unités protéiques de tubuline liées à la guanosine triphosphate (GTP), qui est un vecteur énergétique. Les cellules consomment de l'énergie pour maintenir une concentration élevée de GTP-tubuline pour la polymérisation. Ce processus est rapidement associé aux extrémités des microtubules et facilite la croissance des microtubules. Après l'incorporation de sous-unités dans les microtubules, le GTP s'hydrolyse en guanosine diphosphate (GDP), libérant de l'énergie. GDP-tubuline ne s'enroule pas vers l'extérieur lorsqu'elle est piégée dans des microtubules. Les microtubules se développent alors que les extrémités sont stables. Cependant, lorsque les extrémités commencent à se séparer, une expansion a lieu. Il en résulte une libération d'énergie dans les sous-unités de tubuline lorsque les microtubules rétrécissent rapidement.
Qu'est-ce que le tapis roulant ?
Le tapis roulant se produit dans de nombreux filaments du cytosquelette cellulaire, en particulier dans les filaments d'actine et les microtubules. Cela se produit lorsque la longueur d'un filament augmente tandis que l'autre extrémité se rétrécit. Il en résulte une section de filament qui se déplace à travers le cytosol ou la strate. Cela est également dû à l'élimination constante des sous-unités protéiques des filaments à une extrémité tandis que des sous-unités protéiques sont ajoutées à l'autre extrémité. Les deux extrémités du filament d'actine diffèrent par l'ajout et la suppression de sous-unités. Les extrémités positives avec une dynamique plus rapide sont appelées extrémités barbelées, et les extrémités négatives avec une dynamique plus lente sont appelées extrémités pointues. L'allongement des filaments d'actine a lieu lorsque la G-actine (actine libre) se lie à l'ATP. Généralement, l'extrémité positive est associée à la G-actine. La liaison de la G-actine à la F-actine a lieu avec la régulation de la concentration critique.
Figure 02: Tapis roulant d'actine
La concentration critique est la concentration de G-actine ou de microtubules qui restent à un taux d'équilibre sans aucune croissance ni contraction. La polymérisation de l'actine régule davantage la profiline et la cofiline. La profiline est une protéine liant l'actine impliquée dans le renouvellement dynamique et la reconstruction de l'actine. La cofiline est une famille de protéines liant l'actine associée à la dépolymérisation rapide des microfilaments d'actine. Le tapis roulant des microtubules se produit lorsqu'une extrémité polymérise tandis que l'autre se désassemble.
Quelles sont les similitudes entre l'instabilité dynamique et le tapis roulant ?
- L'instabilité dynamique et le tapis roulant sont des comportements dans les polymères du cytosquelette.
- Ils se produisent dans les microtubules.
- De plus, les deux sont associés à l'hydrolyse du nucléoside triphosphate.
- Ils sont impliqués dans la croissance et le rétrécissement des filaments.
- Les deux sont des processus actifs.
- De plus, ils ont besoin d'énergie.
Quelle est la différence entre l'instabilité dynamique et le tapis roulant ?
L'instabilité dynamique se produit dans les microtubules et ils s'assemblent et se désassemblent à une extrémité. Pendant ce temps, le tapis roulant se produit dans les filaments d'actine et les microtubules. C'est donc la principale différence entre l'instabilité dynamique et le tapis roulant. De plus, la principale protéine impliquée dans l'instabilité dynamique est la tubuline alors qu'en tapis roulant, c'est l'actine. De plus, les nucléotides liés au GTP fournissent principalement de l'énergie pour le processus d'instabilité dynamique. ATTENDU que l'ATP fournit de l'énergie pour le tapis roulant.
L'infographie ci-dessous présente les différences entre l'instabilité dynamique et le tapis roulant sous forme de tableau pour une comparaison côte à côte.
Résumé - Instabilité dynamique vs tapis roulant
L'instabilité dynamique se produit dans les microtubules et ils s'assemblent et se dissimulent à une extrémité. Le tapis roulant se produit dans les filaments d'actine et les microtubules. L'instabilité dynamique permet aux cellules de réorganiser rapidement le cytosquelette en cas de besoin. Le tapis roulant se produit dans de nombreux filaments du cytosquelette cellulaire. Un sous-ensemble de microtubules se développe rapidement tandis que d'autres rétrécissent; par conséquent, un état de transition rapide existe pendant l'instabilité dynamique. Pendant le tapis roulant, la longueur d'un filament s'allonge tandis que l'autre extrémité se rétrécit. Donc, cela résume la différence entre l'instabilité dynamique et le tapis roulant.
