Structure of a Microtubule

Microtubule은 αβ-tubulin 이종이합체(heterodimer)가 polymerize하여 만들어진 속이 빈 원통형 구조이다. 각 tubulin 이합체의 β-tubulin 소단위에는 GTP 결합 부위가 있다.¹² GTP는 Fig 16–42. Microtubule 구조. (A) αβ-tubulin 이종이합체. (B) 13개의 protofilament가 나란히 결합하여 hollow cylinder를 이룬다. (C) 단일 microtubule 전자현미경 이미지.

조립 단위

αβ-tubulin 이합체는 protofilament를 이루며, 13개의 protofilament가 측면으로 결합하여 외경 25 nm, 내경 약 15 nm의 빈 원통을 형성한다. 모든 subunit이 같은 방향을 향하므로 필라멘트는 극성(polarity)을 갖는다.

• Plus end (β-tubulin 노출): 성장이 빠른 쪽.
  • GTP가 결합할 수 도, 가수분해될 수도, 분리될 수도 있음.
• Minus end (α-tubulin 노출): 성장이 느린 쪽. 세포 내에서 대개 centrosome에 고정된다.
  • GTP는 분해되지 않고 분리되지도 않는, 구조 유지용으로 쓰임

Actin 필라멘트(persistence length ~10 μm)에 비해 microtubule은 persistence length가 수 mm에 달할 만큼 훨씬 단단하다.

Footnotes

1. 2023 기말 20번 — colchicine이 β-tubulin에 결합하여 microtubule 중합을 저해한다는 내용이 정답 근거로 활용됨. ↩

2. 2025 기말 17번 — 미세소관 구조(β-tubulin의 GTP 결합, hollow tubular structure, α+β heterodimer, 13 protofilament, plus/minus end 극성) 모두 옳다는 내용이 정답 ①②③④⑤의 근거로 활용됨. ↩